|TS |Chimie |La teinture d’hélianthine |Exercice résolu |

- Enoncé –

L’hélianthine est un solide cristallisé. Un fabricant de produits de laboratoire propose à son catalogue de l’hélianthine en teinture, c'est-à-dire une solution aqueuse à 1,0 % (pourcentage massique : 1,0 g d’hélianthine dans 100 g de teinture).

Données : • Masse molaire de l’hélianthine : M = 327,3 g.mol-1. • Masse volumique de la solution d’hélianthine ρ = 1,0 x 103 g.L-1
• L’hélianthine en solution est un indicateur coloré acido-basique noté HIn(aq)/In-(aq), dont le pKA0 est égal à 3,8. • On admet que la couleur d’une solution aqueuse contenant quelques gouttes d’hélianthine apparaît : - rouge (couleur de sa forme acide), si [HIn] > 5.[In-] - jaune (couleur de sa forme basique), si [In-] > 5.[HIn]

A. Première partie : Propriétés de la teinture d’hélianthine

1. a) Donner un encadrement du rapport [pic]correspondant à la zone de virage de l’hélianthine.
b) Par le calcul, déterminer les limites du pH de la zone de virage de l’hélianthine. Quelle est la teinte sensible de l’hélianthine ?

2. Exprimer la concentration molaire en soluté apporté c0 de la teinture d’hélianthine commerciale. Montrer que c0 = 3,0 x 10-2 mol.L-1.

3. En faisant l’hypothèse que la réaction entre l’eau et l’hélianthine est très limitée, exprimer la constante d’acidité KA0 du couple HIn(aq)/In-(aq) en fonction du taux d’avancement final τ de la réaction de l’hélianthine avec l’eau.

4. En déduire la valeur de τ. L’hypothèse faite à la question 3 est-elle justifiée ?

5. Calculer le rapport [pic] entre les concentrations des formes basique et acide de la teinture d’hélianthine commerciale. En déduire la couleur de cette solution.

B. Deuxième partie : Utilisation de la teinture d’hélianthine comme indicateur coloré

On étudie le couple acido-basique ClCH2COOH(aq)/ClCH2COO-(aq) (acide