La vanilline est le constituant principal de l'essence de vanille. Elle est extraite de gousses de vanille
s�ch�es et ferment�es.
On se propose dans cet exercice de d�terminer la masse de vanilline pr�sente dans un ar�me
alimentaire de vanille Bourbon. Pour cela, on commence par pr�parer une solution de r�f�rence
dont on d�termine la concentration en vanilline par titrage suivi par conductim�trie. Cette solution
de r�f�rence est ensuite utilis�e pour r�aliser un dosage par �talonnage utilisant la
spectrophotom�trie.
Pr�paration d’une solution de r�f�rence.
On r�alise la dissolution d’une faible quantit� de vanilline commerciale, dans une solution aqueuse
basique d’hydroxyde de sodium. On obtient une solution, not�e S
1. Dans cette solution S
1, la
vanilline, not�e VH, a r�agi avec les ions hydroxyde pour former l’ion vanillinate, not� V
–
. L’�quation
de la r�action mod�lisant cette transformation chimique est la suivante :
1.1. �crire la formule brute de la vanilline.
C
8H
8O
3.
1.2. Identifier les deux couples acide/base mis en jeu lors de cette r�action.
VH /V
- et H
2O /HO
-.
2. Titrage de la solution de r�f�rence S
On r�alise le titrage d’un volume V
1 = 20,0 mL de solution S
1, auquel on ajoute environ 150 mL d’eau
distill�e, par de l’acide chlorhydrique de concentration C
a = 1,0�10
–1 mol�L
–1
. Le titrage est suivi par
conductim�trie.
On obtient la courbe de suivi du titrage suivante :
Cette courbe fait apparaitre trois phases distinctes :
premi�re phase : titrage de l’exc�s des ions hydroxyde ;
deuxi�me phase : titrage de la base conjugu�e de la vanilline ;
troisi�me phase : ajout d’acide en exc�s dans le milieu
2.1. �crire l’�quation de la r�action support du titrage qui a lieu lors de la premi�re phase.
HO
-aq +H
3O
+aq --> 2H
2O(l).
2.2. D�terminer graphiquement le volume d’acide n�cessaire au titrage des ions hydroxyde.
2.3. Justifier la pente de la courbe lors de cette premi�re phase.
Les ions hydroxyde disparaissent ; les ions oxonium sont en d�faut ; on ajoute des ions chlorure.
Du point de vue de la conductivit�, tout se passe comme si on
rempla�ait des ions hydroxyde par des ions chlorure de conductivit�
molaire ionique moindre.
L’�quation de la r�action support du deuxi�me titrage peut s’�crire :
V
–
(aq) + H
3O
+
(aq) → VH(aq) + H
2O(ℓ).
2.4. D’apr�s l’allure de la courbe dans cette deuxi�me phase du titrage, indiquer si la conductivit�
ionique molaire de l’ion vanillinate (V
–
) est inf�rieure, sup�rieure ou �gale � celle des ions
chlorure. Justifier.
La conductivit� de la solution augmente. L'ion oxonium est en d�faut.
Du point de vue
de la conductivit�, tout se passe comme si on rempla�ait des ions
valinilate par des ions chlorure de conductivit� molaire ionique plus
grande.
2.5. D�terminer le volume d’acide n�cessaire au seul titrage de l’ion vanillinate, en explicitant votre
d�marche.
V
�q2 -V
�q1 = 18 - 7,5 = 10,5 mL.
2.6. En d�duire la valeur de la concentration C
V- en ions vanillinate dans la solution S
1.
Ca (
V�q2 -V�q1)= C
V-V
1.
CV-=0,10 x 10,5 / 20,0 =0,525 ~ 5,3 10-2 mol / L
3. Dosage de la vanilline dans l’ar�me alimentaire de vanille Bourbon.
Protocole utilis�
- Placer 1,0 mL d’ar�me alimentaire de vanille Bourbon dans une ampoule � d�canter avec
un peu d’eau.
- Extraire la vanilline pr�sente dans la phase aqueuse � l’aide d’�thanoate d’�thyle et
conserver la phase organique obtenue dans l’ampoule � d�canter.
- Extraire la vanilline pr�sente dans la phase organique pr�c�dente avec une solution aqueuse
d’hydroxyde de sodium.
- Transvaser la phase aqueuse obtenue dans une fiole jaug�e de 250,0 mL et compl�ter au
trait de jauge avec la solution d’hydroxyde de sodium.
On appelle S
2 cette solution.
On r�alise alors les spectres d’absorption UV-visible :
de la solution S
2 obtenue � l’aide du protocole ci-dessus ;
d’une solution S
3 obtenue en diluant 1000 fois la solution de r�f�rence S
1 �tudi�e dans la
deuxi�me partie.
La concentration en vanilline dans la solution S
3 est C
val = 5,3�10
-5 mol�L
–1
.
On obtient les spectres ci-dessous.
3.1. Les solutions S
2 et S
3 sont-elles color�es ? Justifier.
Le maximum d'absorption se situe vers 350 nm, domaine UV. Les solutions ne sont pas color�es.
3.2. Estimer la masse de vanilline pr�sente dans 1 litre d’ar�me alimentaire, en supposant la loi de
Beer-Lambert v�rifi�e par les solutions dans les conditions de l’exp�rience.
S
2 : A = 0,6 ; S
3 : A = 1,24 ;
Rapport des absorbances = rapport des concentrations =1,24 / 0,6 ~2,1.
C
val /
C2 = 2,1 ; C2 =5,3 10-5 / 2,1 =2,5 10-5 mol/ L.
Soit 5,25 10-6 mol dans 250 mL ou dans 1 mL d'ar�me alimentaire.
5,25 10-3 mol dans 1 L d'ar�me alimentaire.
M(vaniline) = 152 g / mol.
m =5,25 10-3 x152 =0,80 g.
