Un traitement contre les verrues contrôlé par titrage

Le troisième exercice du bac 2023 de Polynésie (session de septembre), noté sur 4 points, porte sur une solution d'acide trichloroacétique utilisée contre les verrues. C'est un exercice de chimie des solutions très proche du cours : on prépare une solution de concentration connue, puis on la contrôle par un titrage pH-métrique et on compare les deux valeurs à l'aide d'une incertitude-type. Les neuf questions sont courtes et s'enchaînent : chaque résultat sert à la question suivante.

Les passages clés, question par question

Q1 et Q2 : préparer la solution S0

La masse de 100,0 mL de solution vaut ρ × V, et l'acide en représente 40,0 % : m = w × ρ × V = 60,0 g. On en déduit c₀ = m / (M × V) = 3,67 mol·L⁻¹. Le corrigé signale un raccourci utile, c₀ = w × ρ / M, qui montre que la concentration ne dépend pas du volume préparé.

Q3 à Q5 : le dispositif et l'équivalence

Le schéma à annoter place la solution titrante d'hydroxyde de sodium dans la burette graduée et la solution titrée S₁ dans le bécher, avec un agitateur magnétique et un pH-mètre. L'équivalence se lit par la méthode de la courbe dérivée : l'abscisse du pic donne V_2E = 14,7 mL. L'équation support est AH + HO⁻ → A⁻ + H₂O, sans l'ion sodium, spectateur.

Q6 à Q8 : exploiter le titrage

À l'équivalence, c₁ × V₁ = c₂ × V_2E, d'où c₁ = 3,68 × 10^-2 mol·L⁻¹. La dilution au centième donne c_0,exp = 3,68 mol·L⁻¹. Le quotient |c_0,exp − c₀| / u(c_0,exp) vaut 0,25, inférieur à 2 : la valeur expérimentale est compatible avec la valeur de référence.

Q9 : choisir l'indicateur coloré

Le saut de pH fait passer le pH d'environ 3,5 à environ 10, et son milieu donne un pH à l'équivalence voisin de 7. Seule la zone de virage du rouge de phénol, de 6,0 à 8,0, contient cette valeur : c'est l'indicateur le plus pertinent.

Les pièges à éviter

Laisser le volume en millilitres avec une masse volumique en grammes par litre, ce qui donne une masse mille fois trop grande. Intervertir les solutions titrante et titrée sur le schéma. Lire l'ordonnée du pic de la courbe dérivée au lieu de son abscisse. Diviser par 100 au lieu de multiplier lors de la dilution, alors que la solution mère est toujours la plus concentrée. Choisir l'indicateur d'après le pKa du couple au lieu du pH à l'équivalence.

Nos conseils pour réussir cet exercice

Soignez les chiffres significatifs : on écrit 60,0 g et non 60 g, et les résultats suivants gardent trois chiffres. Pour un titrage, écrivez toujours la relation à l'équivalence à partir des nombres stœchiométriques de l'équation. Pour une compatibilité, calculez le quotient demandé et comparez-le à la valeur fixée par l'énoncé. Le corrigé détaillé reprend chaque question avec la méthode, le calcul posé et le schéma annoté.