Titrage direct de l'aspirine

L’objectif de cette séance est de titrer l’aspirine contenue dans un comprimé d’Aspirine du Rhône et d’ainsi vérifier que la masse présente est bien égale à 500 mg.

Aspirine

L’acide acétylsalicylique, plus connu sous le nom commercial d’aspirine, est la substance active de nombreux médicaments aux propriétés antalgiques (réduction de la douleur), antipyrétiques (réduction de la fièvre) et anti-inflammatoires (réduction de l’inflammation). Il est aussi utilisé comme antiagrégant plaquettaire. Il s’agit d’un anti-inflammatoire non stéroïdien. C’est un acide faible, dont la base conjuguée est l’anion acétylsalicylate. C’est un des médicaments les plus consommés au monde.

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Détermination de la constante d'acidité du couple acide/base de l'acide méthanoïque

L’objectif premier de cette séance est la détermination de la constante d’acidité du couple acide/base de l’acide méthanoïque. La méthode utilisée s’appuie sur une mesure de conductivité.

Acide méthanoïque

L’acide méthanoïque (appelé aussi acide formique) est le plus simple des acides carboxyliques. Sa formule chimique est CHX2OX2\ce{CH2O2} ou HCOOH\ce{HCOOH}. Sa base conjuguée est l’ion méthanoate (formiate) de formule HCOOX\ce{HCOO-}. Il s’agit d’un acide faible son pKapK_a étant égal à 3,751 à 25 C\pu{25 °C}, qui se présente sous forme d’un liquide incolore à l’odeur pénétrante.

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Détermination du pKApK_A du couple acide/base de l'acide acétique

L’objectif premier de cette séance est la détermination de la constante d’acidité du couple acide/base de l’acide acétique (éthanoïque). La méthode utilisée s’appuie sur des mesures de pH.

Acide éthanoïque (ou acide acétique)

L’acide éthanoïque est naturellement présent dans le vinaigre. Il lui donne son goût acide et son odeur piquante. C’est un antiseptique et un désinfectant. L’acide acétique pur est un liquide très faiblement conducteur et incolore. Il doit être manipulé avec soin en suivant les consignes de sécurité. Son acidité est due à sa capacité à perdre le proton de son groupe carboxyle, le transformant ainsi en ion acétate CHX3COOX\ce{CH_3COO^-}. C’est un acide faible, son pKapK_a étant égal à 4,76 à 25 C\pu{25 °C}.

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Particule ⍺ dans un champ électrostatique uniforme

Une particule α\alpha (noyau d’hélium : X24X2224He\ce{^{4}_{2}He}) arrive au point OO dans un condensateur plan avec une vitesse v0\vec{v_0} de direction parallèle aux armatures CC et DD du condensateur.

Une tension constante UU est appliquée entre ces deux armatures longues de l=5,00 cml = \pu{5,00 cm} et distantes de d=4,00 cmd = \pu{4,00 cm}.

Données

  • On négligera le poids de la particule α\alpha devant la force électrostatique.
  • On rappelle que pour un condensateur plan : E=UdE = \dfrac{U}{d}.
  • v0=5,00105 ms1v_0 = \pu{5,00e5 m.s-1} ; e=1,601019 Ce = \pu{1,60e-19 C} ; mα=6,641027 kgm_{\alpha} = \pu{6,64e-27 kg}.
  1. Quelle est la charge qq de la particule α\alpha ?
  2. Indiquer quelle doit être la polarité des plaques afin que la particule α\alpha soit déviée vers le haut. Détailler le raisonnement.
  3. Recopier la figure sur sa feuille et indiquer le champ électrostatique existant entre CC et DD, ainsi que la force électrostatique qui s’applique sur la particule α\alpha en un point de la trajectoire.
  4. Établir les équations horaires et l’équation de la trajectoire de la particule α\alpha. On choisira le repère indiqué sur le schéma. Le référentiel associé sera supposé galiléen.
  5. Exprimer, à l’aide de l’équation de la trajectoire, la tension UU en fonction des grandeurs mm, ee, v0v_0, xx, dd et yy.
  6. Calculer sa valeur pour que la particule sorte au point SS d’ordonnée yS=1,00 cmy_S = \pu{1,00 cm}.
  7. Déterminer l’expression et la valeur de la vitesse de la particule α\alpha lorsqu’elle se trouve au point SS.
  8. Retrouver cette valeur en utilisant le théorème de l’énergie cinétique.

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Les débuts de l'électron en physique

Le problème posé par la nature des « rayons cathodiques » à la fin du XIXème siècle fut résolu en 1897 par l’Anglais J.J. Thomson : il s’agissait de particules chargées négativement baptisées par la suite « électrons ». La découverte de l’électron valut à Thomson le prix Nobel de physique en 1906. Le défi pour les scientifiques de l’époque fut alors de déterminer les caractéristiques de cette particule : sa charge électrique et sa masse. Dans un premier temps, Thomson lui-même, en étudiant la déviation d’un faisceau d’électrons dans un champ électrique, put obtenir le « rapport e/mee/m_e » de ces deux caractéristiques. C’est cependant l’Américain R. Millikan qui, réalisant de multiples expériences entre 1906 et 1913 sur des gouttelettes d’huile, détermina la valeur de la charge de l’électron.

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Titrage de l'acide éthanoïque présent dans un vinaigre

L’objectif de cette séance est de déterminer la concentration en acide éthanoïque d’un vinaigre à 5°.

Le vinaigre

Un vinaigre est une solution aqueuse diluée essentiellement constituée d’acide éthanoïque dont le pKa\text{pKa} est de 4,8. Le degré d’acidité d’un vinaigre est la masse d’acide éthanoïque pur contenue dans 100 g\pu{100 g} de vinaigre.

  • La masse volumique du vinaigre est ρ=1,00 gmL1\rho = \pu{1,00 g.mL-1}.
  • La masse molaire de l’acide éthanoïque est M=60,0 gmol1M = \pu{60,0 g.mol-1}.
Remarque
Lors du titrage d’un vinaigre par une base forte, le pH à l’équivalence est entre 8 et 9.

Suivi pH_métrique

Lors d’un suivi pH-métrique on mesure le pH de la solution après différents ajouts de titrant. Les volumes de titrant à verser doivent être évalués après un titrage colorimétrique et resserrés le plus possible autour de l’équivalence. Après le saut de pH, il faut poursuivre l’ajout de titrant pendant au moins 5 mL\pu{5 mL}.

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Dosages par étalonnage : exercices

Utiliser la loi de Kohlrausch

La carence en élément calcium, ou hypocalcémie, peut être traitée par injection intraveineuse d’une solution de chlorure de calcium. On souhaite déterminer la concentration CoC_o en chlorure de calcium contenue dans une ampoule de 10,0 mL\pu{10,0 mL}. Le contenu de l’ampoule est dilué 100 fois. La mesure de la conductivité de la solution SS obtenue est os : σS=1,23 mScm1\sigma_S = \pu{1,23 mS.cm-1}. On mesure également la conductivité de différentes solutions étalon en chlorure de calcium. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous :

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Dosage d'un antiseptique : l'eau de Dakin

Documents

Eau de Dakin

La liqueur de Dakin (eau de Dakin) est une solution antiseptique utilisée pour le lavage des plaies et des muqueuses, de couleur rose et à l’odeur d’eau de Javel. Elle a pour avantage de ne pas être colorante (contrairement à l’éosine, par exemple) et de ne pas produire de sensation d’irritation à l’usage (contrairement à la Bétadine par exemple).

Lors de la Première Guerre mondiale, le chimiste d’origine britannique, installé aux États-Unis, Henry Drysdale Dakin met au point avec le chirurgien français Alexis Carrel un antiseptique (dont la substance active est l’eau de Javel) pour les plaies ouvertes ou infectées, dans le cadre des travaux de ce dernier sur le traitement des plaies de guerre.

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