Analyse du dioxyde de soufre dans un vin blanc - Exercice 6

Le dioxyde de soufre `"SO"_2` est couramment ajouté au vin pour réguler la fermentation et assurer sa bonne conservation. Ce gaz, très soluble dans l’eau, est utilisé comme conservateur, mais son excès peut provoquer des maux de tête. C’est pourquoi sa concentration en masse maximale est fixée à `210\ "mg"\cdot "L"^{-1}` dans un vin blanc.

Afin de vérifier que la concentration en `"SO"_2` d'un vin est conforme à la législation, un laboratoire effectue une analyse de ce vin. Un échantillon est d’abord dilué et la solution diluée, notée S, est ensuite titrée par une solution de diiode `"I"_2`.

La transformation entre le dioxyde de soufre `"SO"_2` et le diiode  `"I"_2` est totale, et modélisée par l’équation de réaction : \(2\ \text{H}_2\text{O}(\ell)+\text{SO}_2(\text{aq})+\text{I}_2(\text{aq}) \longrightarrow \text{SO}_4^{2-}(\text{aq})+4\ \text{H}^+(\text{aq})+2\ \text{I}^-(\text{aq})\)

Remarque : l'eau est en excès car la solution est aqueuse ; on se concentrera sur la réaction entre `"SO"_2` et `"I"_2`.

Données

• Volume de solution S analysée : `V = 20,0\ "mL"`
• Quantité de matière de diiode consommée : `n("I"_2)=2,70\times 10^{-5}\ "mol"`
  
• Masse molaire du `"SO"_2` : `M("SO"_2)=64,0\ "g"\cdot "mol"^{-1}`
  
• Couples Ox/Red : `"SO"_4^{2-}"(aq)/SO"_2"(aq)"`  et   `"I"_2"(aq)/I"^{-}"(aq)"`  

1. Identifier dans la réaction ci-dessus l'espèce oxydée et celle qui est réduite.

2. Vérifier que l’équation de la réaction d’oxydoréduction modélisant le dosage s'écrit : \(2\ \text{H}_2\text{O}(\ell)+\text{SO}_2\text{(aq)}+\text{I}_2\text{(aq)} \longrightarrow \text{SO}_4^{2-}\text{(aq)}+4\ \text{H}^+\text{(aq)}+2\ \text{I}^-\text{(aq)}\)

3.a. Justifier que, dans cette réaction, pour une mole de `"I"_2` consommée, il y a une mole de `"SO"_2`consommée.
3.b. En déduire la quantité de matière de `"SO"_2` ayant réagi.
3.c. En déduire la concentration de `"SO"_2` dans la solution S.
3.d. Calculer la concentration en masse de `"SO"_2` dans la solution S.

4. Pour obtenir la solution S, l'échantillon de vin a été dilué d'un facteur 5. Déterminer la concentration en masse de `"SO"_2` dans l'échantillon de vin étudié, puis comparer cette valeur à la limite autorisée dans les vins blancs et commenter.