Contrôle d'un vin : deux dosages au service de la qualité

Ce troisième exercice du sujet de Centres étrangers 2015, noté sur 5 points, propose deux contrôles réalisés sur un vin. D'abord un dosage par étalonnage spectrophotométrique du fer, pour savoir si une casse ferrique est à craindre ; ensuite un titrage colorimétrique de l'acidité totale, exprimée en acide tartrique équivalent, avec un traitement complet des incertitudes. C'est un exercice très représentatif des compétences expérimentales attendues au bac.

Partie 1 : le fer et la casse ferrique

Avant toute mesure d'absorbance, il faut faire le blanc à 465 nm : régler l'absorbance à zéro avec une cuve contenant tout sauf l'espèce colorée. Les ions Fe³⁺ sont trop peu colorés pour être dosés directement : on les fait réagir avec les ions thiocyanate pour former le complexe [Fe(SCN)]²⁺, rouge sang et fortement absorbant. Le mot clé est « totale » : c'est parce que la transformation est totale que la quantité de complexe renseigne sur la quantité d'ions fer.

La courbe d'étalonnage est une droite passant par l'origine, conformément à la loi de Beer-Lambert. Le coefficient directeur vaut 0,105 L·mg⁻¹ ; pour une absorbance de 0,760, on trouve une concentration massique de 7,2 mg·L⁻¹, confirmée par lecture graphique. Cette valeur reste nettement sous le seuil de 10 mg·L⁻¹ : la casse ferrique est peu probable. La méthode à retenir : vérifier la linéarité, reporter l'absorbance, lire la concentration, comparer à la norme.

Partie 2 : l'acidité totale du vin

Le volume de vin, 10,00 mL, se prélève à la pipette jaugée ; la soude est placée dans la burette graduée, le vin dans un erlenmeyer avec du bleu de bromothymol, sous agitation. Sur le schéma, chaque solution doit être nommée. L'incertitude sur le volume équivalent se calcule avec la ligne « burette graduée » du tableau : U = 2 × 0,5 × 0,1 = 0,1 mL, soit V_E = 15,5 ± 0,1 mL. Prendre la ligne de la pipette jaugée est une erreur fréquente.

La décarbonication est indispensable : le dioxyde de carbone dissous est un acide de pKa 6,4, et au pH de fin de titrage, il réagirait avec les ions hydroxyde. Le volume équivalent serait trop grand et l'acidité surestimée. La relation C_m = C_BV_EM / (2V) traduit l'équivalence pour un diacide : deux ions hydroxyde par molécule d'acide tartrique. Écrire CV = C_BV_E par habitude fait perdre le facteur 2.

Le calcul donne C_m ≈ 4,88 g·L⁻¹ et une incertitude de 0,47 g·L⁻¹, arrondie par excès à 0,5 g·L⁻¹ : C_m = 4,9 ± 0,5 g·L⁻¹, soit un encadrement entre 4,4 et 5,4 g·L⁻¹. Le terme dominant vient de la concentration de la soude, pas de la verrerie. Même la borne haute reste inférieure à la limite de 9,0 g·L⁻¹ : le vin est propre à la consommation.

Conseils pour réussir cet exercice

Compare toujours une norme à l'intervalle entier, pas seulement à la valeur centrale. Pour un résultat avec incertitude, calcule la valeur sans arrondir, arrondis l'incertitude par excès à un chiffre significatif, puis la valeur au même rang. Enfin, justifie chaque étape du protocole par son rôle : le blanc, la complexation, la décarbonication.