Exercice III : Contrôles de la qualité d'un lait (5 points)

Bac S 2014 Pondichéry Exercice III : Contrôles de la qualité d'un
lait (5 points)
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1.1. (0,5) D'après les données : - le pH d'un lait, même non frais, est
supérieur à 5,2.
- le pKa du couple acide lactique / ion lactate : pKa (C3H6O3 / C3H5O3( ) =
3,9
Ainsi, quelle que soit la fraîcheur du lait, le pH > pKa (acide lactique /
ion lactate) donc l'ion lactate est l'espèce prédominante du couple
acide/base.

1.2. (0,25) On utilise une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (Na+(aq)
+ HO((aq)) pour doser l'acidité du lait : l'espèce titrante est donc la
base HO(.

D'après l'énoncé : On admettra que l'acidité du lait est uniquement due à
l'acide lactique.

Donc l'espèce titrée est l'acide lactique C3H6O3.

L'équation de la réaction support du titrage est donc : C3H6O3(aq) +
HO((aq) ( C3H5O3((aq) + H2O

1.3. (0,25) Un indicateur coloré convient à un titrage pH-métrique si le pH
à l'équivalence est inclus dans la zone de virage de l'indicateur coloré.

D'après la courbe de titrage pH-métrique similaire donnée, le pH à
l'équivalence est environ égal à 8 ce qui confirme le choix de la
phénolphtaléine (les deux autres indicateurs changeraient de teinte avant
l'équivalence).

Remarque : la courbe de titrage n'étant pas en ANNEXE, elle n'était pas à
rendre et donc la détermination rigoureuse du pH à l'équivalence par la
méthode des tangentes parallèles est non exigée ici. De plus, la taille de
la courbe n'aurait pas permis une détermination précise.

1.4. (0,25) La phénolphtaléine appartient à un couple acide/base dont les
deux formes ont une couleur différente. Sa forme acide réagit donc avec la
base HO( lors du titrage et augmente donc légèrement le volume à
l'équivalence.

Il est ainsi nécessaire d'en verser très peu (« 2 gouttes ») pour ne pas
fausser le titrage.

1.5. (1) Pour savoir si le lait dosé est frais, il faut déterminer son
degré Dornic (c'est-à-dire la masse d'acide lactique dans un litre de lait)
et donc exploiter les résultats du titrage réalisé par le technicien.

Récapitulatif :

Espèce titrée : acide lactique du lait Espèce titrante : l'ion
hydroxyde

Volume titré : Vtitré = 10,0 mL Volume versé à l'équivalence :
VE = 2,1 ± 0,1 mL

Concentration molaire CA inconnue Concentration molaire CB = 0,111
mol.L(1

L'équivalence d'un titrage est définie par le changement de réactif
limitant.

À l'équivalence, le réactif titré et le réactif titrant ont été introduits
dans les proportions stoechiométriques de l'équation de titrage : il n'en
reste donc plus.

On peut donc écrire : [pic]

Soit [pic]

( [pic] (concentration molaire)

Or la concentration massique t et la concentration molaire sont liées par
la relation : [pic]

Donc : [pic]

AN : [pic]= 2,1 g.L-1

D'après la définition du degré Dornic, le lait titré a une acidité de 21
°D.

Il n'est donc pas frais car son acidité Dornic est supérieure à 18 °D.

1.6. (0,5) On peut être étonné de la valeur particulière de la
concentration de la soude Dornic (0,111 mol.L(1) mais celle-ci a été choisi
pour déterminer facilement l'acidité Dornic : en effet, comme CB.M(acide
lactique) = 10, on constate que pour un volume à l'équivalence de 2,1 mL,
la concentration massique en acide lactique est 2,1 g.L-1 et donc son
acidité Dornic est 21 °D.

En titrant avec de la soude Dornic, Il suffit de multiplier le volume à
l'équivalence par 10 pour déterminer l'acidité Dornic ce qui est fort
pratique.

2. Détermination de la teneur en ions chlorure
2.1. (0,25) Espèce titrée : les ions chlorure Cl-(aq) Espèce
titrante : les ions argent Ag+(aq)
L'équation support du titrage est : Ag+(aq) + Cl-(aq) ( AgCl(s)
2.2. (1) Le changement de pente correspond à l'équivalence, c'est-à-dire au
changement de réactif limitant.

Avant l'équivalence : A chaque fois qu'un ion Cl- réagit avec un ion Ag+,
un ion spectateur NO3- tombe dans le bécher. C'est comme si un ion NO3-
remplaçait un ion Cl-. Comme les ions Cl- ont une meilleure conductivité
molaire ionique ([pic]), la conductivité ? du milieu diminue. On obtient
ici une droite de pente négative.

Après équivalence: Il n'y a plus d'ions Cl-. La concentration en ion Ag+ et
NO3- augmente donc la conductivité augmente. On obtient une droite de pente
positive.

Conclusion : c'est la proposition 3 qui convient pour ce titrage.

2.3. (1) Pour déterminer si le lait est mammiteux, il faut déterminer sa
concentration massique en ions chlorure en exploitant les résultats du
titrage.
Récapitulatif :

Espèce titrée : les ions chlorure Cl-(aq) Espèce titrante : les
ions argent Ag+(aq)

Volume titré : Vtitré = 20,0 mL Volume versé à l'équivalence :
VE = 11,6 ± 0,1 mL

Concentration C1 inconnue Concentration C2 = 5,00 x 10(2
mol.L(1

D'après la définition de l'équivalence (cf 1.5.) : À l'équivalence : [pic]
Soit C1.Vtité = C2.VE ( [pic] (concentration molaire)

Or t = C.M donc [pic]

A.N. : [pic] = 1,03 g.L-1

Le lait étudié n'est donc pas «mammiteux» car sa concentration massique en
ions chlorure est comprise entre 0,8 g.L(1 et 1,2 g.L(1.