La vitamine C : un grand exercice de chimie au bac S 2015 Inde
Le premier exercice de l'épreuve de Pondichéry 2015 vaut 9 points, presque la moitié de la note, et demande environ une heure et demie. Il suit un comprimé de vitamine C qui contient à la fois de l'acide ascorbique et de l'ascorbate de sodium. En trois parties, il mobilise la chimie organique, les couples acide-base, le titrage conductimétrique et le calcul d'incertitude. C'est un très bon entraînement pour réviser l'essentiel de la chimie de terminale sur un seul support.
Les passages clés, question par question
Partie 1 : la molécule d'acide ascorbique
La question 1.1 demande des familles et non des noms de groupes : le groupe (a) correspond à un ester, ici cyclique, et le groupe (b) à un alcool. Le piège consiste à voir un acide carboxylique en (a), alors que le second oxygène est lié à un carbone du cycle. En 1.2.1, la molécule possède deux carbones asymétriques ; un carbone engagé dans une double liaison ou le carbone du groupe CH₂OH ne peuvent pas l'être. En 1.2.2, trois représentations donnent trois couples à comparer : 1 et 2 sont énantiomères, 2 et 3 puis 1 et 3 sont diastéréoisomères. La question 1.3 fait dessiner l'ion ascorbate sans oublier la charge négative sur l'oxygène du carbone 3. En 1.4, la comparaison du pH au pKA de 4,1 conclut : l'ion ascorbate prédomine sur la langue, l'acide ascorbique dans l'estomac.
Partie 2 : le titrage conductimétrique
Le protocole de la question 2.1 est une dissolution dans une fiole jaugée de 200,0 mL, sans oublier de rincer le mortier et l'entonnoir. L'équation de titrage s'écrit avec une flèche simple et sans l'ion sodium, spectateur. La question 2.3 est la plus formatrice : seul un dixième de la solution est titré, et le volume équivalent attendu avec la soude à 0,100 mol·L⁻¹ ne vaut que 1,42 mL. Il faut donc diluer la solution titrante environ dix fois. En 2.4, la conductivité augmente avant l'équivalence puis plus vite après, car l'ion hydroxyde est bien plus conducteur que l'ion ascorbate : c'est la représentation 2. Enfin, l'incertitude relative vaut environ 2,6 %, ce qui donne une masse de (245 ± 7) mg, compatible avec les 250 mg de l'étiquette. Le corrigé signale au passage une petite incohérence des données de l'énoncé et explique pourquoi on garde la valeur fournie.
Partie 3 : l'intérêt de la formulation
L'ion ascorbate est une base : il se titre par l'acide chlorhydrique. Le calcul de la question 3.2 passe par les quantités de matière et non par une simple addition des masses : on retrouve environ 503 mg d'acide ascorbique équivalent. La formulation est moins acide, donc moins agressive, pour la même quantité de vitamine C.
Pièges et conseils
Les erreurs les plus fréquentes viennent de la lecture trop rapide de l'énoncé : oublier le facteur 10 de la prise d'essai, oublier la racine carrée dans le calcul d'incertitude ou garder trop de chiffres significatifs. Écrivez toujours l'intervalle de confiance avant de comparer une mesure à une valeur de référence, et justifiez chaque choix de courbe par les conductivités molaires ioniques. Les notions de carbone asymétrique et d'énantiomérie appartiennent à l'ancien programme : elles restent utiles pour comprendre la stéréochimie.