Corrigé interactif · 8 questions
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Cherche d'abord la question sur le sujet, puis compare avec ce qu'il faut écrire sur ta copie.
Q1Justifier le nom « acide nonanoïque » donné à l'acide pélargonique en nomenclature officielle.
La chaîne carbonée compte 9 atomes de carbone, celui du groupe carboxyle compris, et ne comporte que des liaisons simples entre eux : racine « nonan ».
La molécule porte le groupe carboxyle −COOH en bout de chaîne : elle appartient à la famille des acides carboxyliques, d'où « acide » et la terminaison « oïque ».
9 atomes de carbone et un groupe carboxyle : acide nonanoïque.
Formule topologique : les 9 atomes de carbone numérotés à partir du groupe carboxyleTu avais trouvé ?
Q2Proposer un protocole permettant de diluer la solution commerciale d'un facteur 10 avec le matériel mis à disposition.
Données utiles pipettes jaugées de 2,0 ; 5,0 ; 10,0 et 20,0 mL ; fioles jaugées de 50,0 ; 100,0 et 200,0 mL
Diluer d'un facteur 10 : F=VmeˋreVfille=10. On choisit Vmeˋre=20,0 mL et Vfille=200,0 mL.
- Verser un peu d'herbicide commercial dans un bécher.
- Y prélever 20,0 mL avec la pipette jaugée de 20,0 mL et les introduire dans la fiole jaugée de 200,0 mL.
- Ajouter de l'eau distillée jusqu'aux trois quarts, agiter.
- Compléter à l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, boucher et homogénéiser.
20,0 mL d'herbicide (pipette jaugée) dans une fiole jaugée de 200,0 mL complétée à l'eau distillée.
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Q3Définir l'équivalence d'un titrage.
L'équivalence est l'état du mélange pour lequel le réactif titré et le réactif titrant ont été introduits dans les proportions stœchiométriques de la réaction support du titrage. Les deux réactifs sont alors entièrement consommés.
Équivalence : réactifs titré et titrant introduits dans les proportions stœchiométriques.
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Q4Déterminer la valeur du volume VE d'hydroxyde de sodium versé à l'équivalence, en faisant apparaître la démarche sur le document-réponse 2.
Indice Sans courbe dérivée : deux tangentes parallèles de part et d'autre du saut, puis la parallèle équidistante, qui coupe la courbe au point d'équivalence.
À l'équivalence, le pH varie le plus brutalement : la dérivée dVdpH passe par son maximum.
On trace la verticale passant par le sommet de la courbe en pointillés et on lit son abscisse.
VE=14,3 mL
Document-réponse 2 complété : verticale passant par le maximum de la dérivéeTu avais trouvé ?
Q5Exploiter les résultats pour déterminer la concentration en quantité Cap d'acide pélargonique dans la solution commerciale d'herbicide.
Données utiles C=1,00×10−2 mol⋅L−1 ; VS=5,0 mL ; VE=14,3 mL (Q4) ; dilution d'un facteur 10 (Q2)
À l'équivalence, d'après l'équation de la réaction (un acide pour un ion HOX−) : n(acide)initial=n(HOX−)verseˊ, soit CSVS=CVE, où CS est la concentration de la solution S.
CS=VSCVE=5,01,00×10−2×14,3=2,86×10−2 mol⋅L−1
La solution commerciale est 10 fois plus concentrée que S : Cap=10CS=0,286 mol⋅L−1.
Cap≈0,29 mol⋅L−1
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Q6Vérifier si le résultat de ce titrage est cohérent avec l'indication du fabricant.
Données utiles cm,ref=43,06 g⋅L−1 ; M=158 g⋅mol−1 ; u(cm)=1,2 g⋅L−1 ; Cap=0,286 mol⋅L−1 (Q5)
Concentration en masse mesurée : cm=Cap×M=0,286×158=45,2 g⋅L−1.
z=u(cm)∣cm−cm,ref∣=1,2∣45,2−43,06∣=1,8
z⩽2 : la mesure est en accord avec la valeur de référence.
cm=45,2 g⋅L−1 et z≈1,8⩽2 : le titrage est cohérent avec l'indication du fabricant.
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Q7Choisir l'indicateur coloré adapté à ce titrage et justifier.
Données utiles zones de virage : hélianthine 3,2 – 4,4 ; BBT 6,0 – 7,6 ; indicateur TA 8,2 – 9,8 ; VE=14,3 mL (Q4)
Un indicateur coloré convient si sa zone de virage contient le pH à l'équivalence.
Sur la courbe de titrage, pour VE=14,3 mL, on lit pHE≈8,5.
Seule la zone de virage de l'indicateur TA (8,2 – 9,8) contient cette valeur.
Indicateur adapté : l'indicateur TA, car 8,2<pHE≈8,5<9,8.
pHE≈8,5VE=14,3pHV (mL) Courbe de titrage : lecture du pH à l'équivalenceTu avais trouvé ?
Q8Préciser le changement de couleur observé à l'équivalence du titrage.
Avant l'équivalence, le pH du mélange est inférieur à 8,2 : l'indicateur TA est sous sa forme acide, incolore. À l'équivalence, le pH franchit la zone de virage et l'indicateur prend la teinte de sa forme basique, rose.
La solution passe de l'incolore au rose.
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Étude d'un herbicide : un titrage acide-base complet
Le troisième exercice du sujet Amérique du Sud 2025 (jour 1), sur 4 points, porte sur un herbicide dont la substance active est l'acide pélargonique. Il s'agit de vérifier par un titrage pH-métrique la concentration annoncée par le fabricant. C'est un exercice très proche du cours, idéal pour s'entraîner au titrage : nomenclature, dilution, équivalence, exploitation et indicateur coloré y figurent dans un ordre classique.
Nomenclature et dilution (Q1 et Q2)
Le nom acide nonanoïque se justifie par une chaîne de 9 atomes de carbone, uniquement reliés par des liaisons simples, et par le groupe carboxyle en bout de chaîne. Le piège est d'oublier le carbone du groupe carboxyle en comptant les sommets du zigzag : on trouverait 8 et le préfixe « oct ». Pour la dilution d'un facteur 10, on choisit une pipette jaugée de 20,0 mL et une fiole jaugée de 200,0 mL ; les couples 10,0 et 100,0 mL ou 5,0 et 50,0 mL conviennent aussi. Le protocole doit nommer la verrerie jaugée et décrire les étapes : prélèvement, ajout d'eau distillée, ajustement au trait de jauge, homogénéisation.
Équivalence et concentration (Q3 à Q5)
L'équivalence est l'état pour lequel réactif titré et réactif titrant ont été introduits dans les proportions stœchiométriques : c'est le moment où le réactif limitant change. Sur le document-réponse, la méthode de la dérivée permet de lire V_E = 14,3 mL au maximum de dpH/dV ; une lecture entre 14,2 et 14,4 mL reste acceptable, et la méthode des tangentes parallèles est une alternative. À l'équivalence, la relation C_S × V_S = C × V_E donne une concentration de la solution diluée de 2,86 × 10⁻² mol·L⁻¹. Il ne faut surtout pas oublier le facteur de dilution : la solution commerciale est dix fois plus concentrée, soit environ 0,29 mol·L⁻¹.
Comparaison au fabricant (Q6)
En multipliant par la masse molaire, 158 g·mol⁻¹, on obtient une concentration en masse de 45,2 g·L⁻¹, à comparer à 43,06 g·L⁻¹. L'écart normalisé vaut environ 1,8, inférieur à 2 : la mesure est cohérente avec l'indication du fabricant. Point de vigilance essentiel : il faut calculer avec la valeur non arrondie 0,286 mol·L⁻¹. En repartant de 0,29, on trouve un écart normalisé de 2,3 et une conclusion inversée.
Indicateur coloré (Q7 et Q8)
Un indicateur convient si sa zone de virage contient le pH à l'équivalence. Sur la courbe, on lit un pH voisin de 8,5 pour 14,3 mL : seul l'indicateur TA, de zone 8,2 à 9,8, convient. Le pH à l'équivalence est supérieur à 7 car le bécher contient alors la base conjuguée de l'acide. Choisir le BBT parce que sa zone entoure 7 est une erreur fréquente. À l'équivalence, la solution passe de l'incolore au rose.
Conseils
Cet exercice récompense la rigueur plus que l'astuce. Rédige des protocoles précis avec les volumes de la verrerie, écris toujours la relation à l'équivalence avant de calculer, garde les valeurs non arrondies dans les calculs intermédiaires et pense au facteur de dilution. Une lecture graphique se justifie par un tracé sur le document-réponse : sans construction visible, le résultat seul rapporte peu.