L'importance
de la vitamine C,
bac g�n�ral Asie
2023.
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L'acide ascorbique, commun�ment appel�
vitamine C, est un antioxydant pr�sent dans de nombreux
fruits et l�gumes.
La vitamine C est parfois utilis�e dans des cosm�tiques pour ses
propri�t�s antioxydantes. Elle est
aussi prescrite en compl�ment alimentaire car elle joue un r�le
important dans le m�tabolisme de
l'�tre humain. Elle se d�grade � l'air, � la lumi�re et en pr�sence
d'oxydants.
L'objectif de l'exercice est d'�tudier la d�gradation de la vitamine C
laiss�e � l'air libre dans un
comprim� (partie A) ou dans un jus de fruit (partie B), puis d'examiner
sa pr�sence comme
antioxydant dans les cosm�tiques (partie C).
Partie A - D�gradation de la vitamine C dans un comprim�.
La vitamine C est commercialis�e sous forme de comprim�s � croquer. Ces comprim�s sont
conditionn�s dans des tubes herm�tiques et sous emballage protecteur. Cet emballage indique que
chaque comprim� contient 250 mg d'acide ascorbique.
Un comprim� de vitamine C a �t� laiss� plusieurs jours � l'air libre. La vitamine C qu'il contient a
r�agi avec le dioxyg�ne de l'air.
On souhaite d�terminer la masse d'acide ascorbique restant dans le comprim� d I'aide d'un titrage
avec suivi conductim�trique d'une r�action acido-basique.
Une solution aqueuse SA est pr�par�e par dissolution compl�te d'un comprim� de vitamine C dans
l'eau. Le volume de la solution SA est V = 200,0 mL.
L'acide ascorbique et ses couples acide-base.
1. Parmi les trois propositions ci-dessous, indiquer celle qui correspond d la formule
topologique de la vitamine C.
Pr�paration de Ia solution titrante.
Au laboratoire, on dispose d'une solution aqueuse drhydroxyde de sodium de concentration
C0 = 0,200 mol / L.
2. D�terminer le volume V0 de solution d'hydroxyde de sodium de concentration C0 � pr�lever
afin d'obtenir un volume VB = 200,0 mL de solution d'hydroxyde de sodium de concentration CB=1,00 10-2 mol / L.
3. Pr�ciser la verrerie n�cessaire pour mesurer V0 et VB.
Facteur de dilution : 0,20 / (1,00 10-2)=20.
Volume � pr�l�ver � l'aide d'une pipette jaug�e : 200 / 20 = 10,0 mL
Fiole jaug�e de 200,0 mL.
Titrage de la solution SA.
On pr�l�ve un volume VA = 20,0 mL de la solution aqueuse SA que l'on titre par une solution aqueuse
d'hydroxyde de sodium (Na+, HO-) de concentration CB = 1,00x10-2 mol / L.
Les couples acide-base mis en jeu sont AH2/AH- pour l'acide ascorbique et H2O/HO-.
Le titrage acido-basique des 20,0 mL de solution SA par la solution d'hydroryde de sodium de
concentration CB = 1,00x10-2 mol / L est r�alis�. La conductivit� de la solution est relev�e en fonction
du volume d'hydroxyde de sodium vers�. La courbe de titrage est trac�e figure ci-apr�s.
4. Ecrire l'�quation de la r�action support du titrage avec les notations simplifi�es et
justifier qu'il s'agit d'une transformation acide-base au sens de Bronsted.
AH2 aq + HO- aq--> AH-aq + H2O (l).
Transfert d'un proton de l'acide AH2 vers la base HO-.
5. Justifier le changement de pente observ� sur le graphique, en s'appuyant sur les
conductivit�s molaires ioniques.
Avant l'�quivalence : HO- est en d�faut. On ajoute des ion Na+ et il se forme l'ion AH-, la conductivit� de la solution augmente.
Apr�s l'�quivalence : HO-
est en exc�s. On ajoute des ions sodium et des ion hydroxyde de
conductivit� molaire ionique importante, la conductivit� de la solution
cro�t plus rapidement.
6. D�terminer le volume � l'�quivalence.
7. En d�duire la valeur de la masse m de vitamine C dans le comprim� rest� d l'air libre et
v�rifier que cette valeur est comprise entre190 mg et 230 mg.
n(AH2) = CB VBE =1,00 10-2 x 12,5 = 0,125 mmol dans 20 mL soit 1,25 mmol dans 200 mL ou un comprim�.
1,25 x M(vitamine C) = 1,25 x176,1 =220 mg.
8. Justifier, � partir de l'information fournie par I'emballage au sujet de chaque comprim�,
qu'une r�action de la vitamine C a bien eu lieu.
(250-220) / 250 =0,12 ( 12 % de la vitamine C s'est d�grad�e ).
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Partie B - Etude cin�tique de la d�gradation de la vitamine C dans un jus d'orange.
La vitamine C est la plus fragile de toutes les vitamines : elle
se d�grade rapidement � la chaleur, � l'eau, � I'air et � la lumi�re.
Par exemple, � temp�rature ambiante, la moiti� de la teneur en vitamine
C d'un jus de fruit peut �tre perdue en 24 heures.
En cons�quence, les modes de stockage doivent �tre adapt�s de mani�re �
limiter les pertes : les
industriels conservent les produits � basse temp6rature (inf�rieure a
5�C) en y adjoignant des
agents actifs. >
D'apr�s /'AFSSA - Agence Frangaise de Securite Sanitaire des Aliments .
On dispose d'un jus d'orange filtr� � la temp�rature T1 = 25�C. A partir de donn�es exp6rimentales,
on a mod�lis� le suivi cin�tique de la d�gradation de la vitamine C, ou acide ascorbique, dans ce jus
d'orange et � cette temp�rature.
Donn�es
- L'acide ascorbique est aussi un r�ducteur et fait partie du couple C6H6O6 aq / C6H8O6 aq.
- Le dioxy�ne est I'oxydant du couple O2(g) / H2O(l).
9. Ecrire les demi-�quations correspondant aux couples mis en jeu lors de la d�gradation de
la vitamine C par le dioxyg�ne de l'air et montrer que l'�quation de l'oxydation de la vitamine
C s'�crit :
2C6H8O6 aq +O2(g) --> 2C6H6O6 aq +2 H2O(l)
O2(g) +4H+aq +4e- -->2 H2O(l).
2 fois { C6H8O6 aq --> C6H6O6 aq +2H+aq + 2e- }
Ajouter : 2C6H8O6 aq +O2(g) +4H+aq +4e- --> 2C6H6O6 aq +4H+aq + 4e- +2 H2O(l).
Simplifier : 2C6H8O6 aq +O2(g) --> 2C6H6O6 aq +2 H2O(l)
10. D�finir la vitesse volumique de disparition de la vitamine C.
v = - d[C6H8O6] / dt.
11.A partir du graphique de la figure, d�crire qualitativement l'�volution de la vitesse de
disparition de la vitamine C en fonction du temps, � une temp�rature donn�e, et faire le lien
avec un facteur cin�tique � pr�ciser.
La vitesse de disparition de la vitamine C est �gale � la valeur
absolue de la pente des tangentes � la courbe ci-dessus. Or celles-ci
sont de moins en moins inclin�es par rapport � l'horizontale. La
vitesse de disparition diminue au cours du temps.
Au cours du temps la concentration en vitamine C diminue ; la concentration �tant un facteur cin�tique, la vitesse diminue.
12. D�terminer graphiquement la vitesse volumique de disparition de la vitamine C d la
temp�rature T1 = 25 �C d la date t1 = 60 h. L'exprimer en mmol.L-1h-1.
13. D�terminer graphiquement le temps t� de demi-r�action � la temp�rature T1 = 25�C et v�rifier
que cette valeur est coh�rente avec celle annonc�e dans le texte introductif de la partie B.
14. A partir de la figure , en comparant les deux courbes, donner un deuxi�me facteur
cin�tique, et indiquer pourquoi il est pr�f�rable de ne pas laisser le jus d'orange sur la table
du petit d�jeuner.
La temp�rature est un facteur cin�tique : conserver le jus � basse temp�rature.
Partie C - Vitamine C dans les cr�mes.
Une cr�me hydratante est une �mulsion constitu�e d'une phase hydrophobe (comme de I'huile) et
d'une phase aqueuse (comme de l'eau). La phase aqueuse apporte de l'eau � la peau. La phase
huileuse nourrit la peau et forme une couche grasse qui emp�che l'eau de s'�vaporer.
Divers additifs peuvent participer � la composition d'une cr�me :
- la vitamine C, qui est un antioxydant ;
- le glyc�rol, qui est une substance hydratante ;
- la paraffine, un filtre solaire, etc.
Lorsque la vitamine C entre dans la composition d'une cr�me, certaines recommandations sont
indiqu�es, comme, par exemple, celles reproduites dans l'encadr� ci-dessous.
- Recommandation n� 1 : ne pas combiner la vitamine C avec d'autres produits contenant
des ions cuivre Cu2+. Cela peut entrainer un changement de couleur de la cr�me qui peut se
traduire par I'apparition de taches color�es sur la peau.
D'apres : www. cosmopolitan.fr
- Recommandation n�2: pour qu'une cr�me ou s�rum � la vitamine C soit efficace, il faut
que la vitamine C soit pr�sente majoritairement sous forme d'acide ascorbique. ll est alors
indispensable que le cosm�tique contenant de la vitamine C ait un pH acide inf�rieur ou �gal �
3,5.
D,apres:wv,M.medecine-anti_aqe.com.
Donn�es:
- Couples r�dox mis en jeu : C6H6O6 aq / C6H8O6 aq.
et Cu2+ / Cu.
- Le cuivre solide est de couleur rouge orange.
L'6quation de l'oxydation de la vitamine C par I'ion Cu2+ s'�crit :
C6H8O6 aq + Cu2+aq --> C6H6O6 aq + Cu(s) + 2H+aq.
15. Justifier le fait que des taches color�es peuvent apparaitre, comme indiqu� dans la
recommandation n�1 .
La vitamine C r�duit l'ion cuivre (II) en cuivre m�tallique de couleur rouge.
16. Etablir le diagramme de pr�dominance pour les couples AH2/AH- et AH- /A2-.
17. Evaluer la valeur du rapport [AH2] / [AH- ] pour la valeur de pH indiqu�e et
justifier la recommandation n" 2 portant sur une valeur de pH � ne pas d�passer.
pH = pKa1 + log ( [AH2] / [AH- ] )
log ( [AH2] / [AH- ] ) =pH - pKa1 =3,5 -4,1 = -0,6.
[AH2] / [AH- ]= 10-0,6 =0,25.
A pH > 3,5 la vitamine C, note AH2 se d�grade rapidement en AH- , moins efficace.
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