Traitement contre le varroa : un titrage pH-métrique de l'acide oxalique

L'exercice 2 du bac 2024 de physique-chimie (Métropole, septembre, jour 2), noté sur 4 points, porte sur une solution d'acide oxalique utilisée par les apiculteurs contre le varroa, un acarien parasite des abeilles. En 7 questions, il fait écrire une formule développée, rédiger un protocole de dilution, schématiser un titrage avec suivi pH-métrique, exploiter un diagramme de prédominance puis calculer une concentration en masse.

Formule et dilution (Q1 et Q2)

L'acide oxalique, de formule brute C₂H₂O₄, porte deux groupes carboxyle : les deux atomes de carbone sont donc liés entre eux, ce qui donne HOOC-COOH. Attention, une formule développée montre toutes les liaisons, y compris O-H ; vérifiez la valence de chaque atome. Pour diluer 10 fois la solution commerciale et obtenir 100,0 mL, on prélève 10,0 mL avec une pipette jaugée et on complète dans une fiole jaugée de 100,0 mL. La justification de la verrerie fait partie de la réponse : ce sont les instruments les plus précis. Prélever à l'éprouvette ou directement dans le flacon fait perdre des points.

Montage et diagramme de prédominance (Q3 et Q4)

Le schéma doit placer la solution d'hydroxyde de sodium dans la burette graduée, la solution titrée dans le bécher, avec le barreau aimanté, l'agitateur et la sonde du pH-mètre. Chaque légende manquante coûte une partie des points. Avec pK_A1 = 1,3 et pK_A2 = 4,3, le pH initial lu sur la courbe, environ 1,6, se situe entre les deux : l'ion hydrogénooxalate C₂HO₄^- prédomine. Prédominer ne veut pas dire être seul : l'acide oxalique reste présent en quantité notable.

Courbes de distribution et pK_A2 (Q5 et Q6)

Pour attribuer les courbes n₁, n₂ et n₃, on repère que n₂ passe par un maximum : c'est l'espèce amphotère C₂HO₄^-. La courbe qui ne fait que décroître correspond à la forme la plus acide, celle qui croît jusqu'à un palier à la forme la plus basique. Le pK_A2 se retrouve par deux lectures enchaînées : le croisement de n₂ et n₃, vers 8,6 mL, puis le pH à ce volume sur la courbe de titrage, environ 4,3. Chercher le croisement de n₁ et n₂ renverrait à pK_A1, qui n'apparaît pas.

Exploitation du titrage (Q7)

La méthode des tangentes parallèles donne V_E ≈ 10,7 mL. L'équation de titrage consomme deux ions hydroxyde par molécule d'acide : C₁ = cV_E/(2V) ≈ 2,7 × 10^-2 mol/L. On multiplie ensuite par 10 pour revenir à la solution commerciale, puis par la masse molaire de l'acide dihydraté, 126 g/mol : C_m ≈ 34 g/L. Cette valeur est proche de la recommandation de 35 g par litre, meilleur compromis entre efficacité et tolérance des abeilles. Oublier le coefficient 2 donne 67 g/L ; oublier la dilution fausse aussi le résultat.

Conseils

Sur un exercice court, chaque justification compte : nommez la verrerie, citez la relation pH = pK_A + log([base]/[acide]) et écrivez la relation à l'équivalence avec ses coefficients stœchiométriques avant tout calcul.