Partie I: Évaluation des ressources / 24 points
Exercice 1 : vérification des savoirs / 8 points
1) Définir :
Un zwitterion est la forme ionique d’un acide –α-aminé. Ou un ion dipolaire électriquement neutre. 0,5 pt
Un énantiomère est un couple d’isomères de configurations non superposables l’un de l’autre dans un miroir plan. 0,5 pt
Q.C.M:
2.1) b ;
2 ;2) c.
3) Les caractéristiques de la réaction de saponification sont : 0.5 x2 = 1 pt
-lente
-totale
4) Le fil de cuivre reste incandescent grâce à la chaleur dégagée par la réaction entre l’alcool (primaire ou secondaire) et le dioxygène. 1 pt
Ces caractères sont : - basique ; - nucléophile.
6.1) L’acide faible le plus fort est : \({C_6}{H_5}COOH\) ; la base faible la plus forte est \(N{H_3}\). 0,5 x 2 = 1 pt
6.2) Les deux réactifs à utiliser pour préparer un tampon de pH = 4,2 sont : \({C_6}{H_5}COOH\) et \(O{H^ - }\) 0,5 x 2 = 1 pt
Exercice 2 : application des savoirs / 8points
Noms des composés : 1 x 2 = 2 pts
3,5-diméthylheptan-2-ol
Propanoate d’isopropyle ou propanoate de 1-méthyléthyle
Equation - bilan de la réaction : 1 pt
\(C{H_3} - C{H_2} - \) \(COOH + C{H_3} - \) \(CH\left( {OH} \right) - C{H_3}\) \( \to C{H_3}C{H_2}COO\) \( - CH\left( {C{H_3}} \right) - \) \(C{H_3} + {H_2}O\)
2.1) Formule semi-développée de (A) : \(C{H_3} - C{H_2} - \) \(COOH\)
2.2) L’équation-bilan de la réaction est : 1 pt
\(C{H_3} - C{H_2} - \) \(COCl + C{H_3} - \) \(NH - C{H_3}\) \( \to C{H_3} - C{H_2}\) \( - CO - N{\left( {C{H_3}} \right)_2}\) \( + HCl\)
(B) appartient à la famille des amides. 0,5 pt
3.1) La base est faible si et seulement si \(pH \ne pKe\) \( + \log {C_b}\) 1 pt
Calculons \(pKe + \log {C_b} = \) \(14 - 2 = 12\) comme 10,6 ≠ 12 alors la base est faible.
3.2) L’équation-bilan de la réaction est :
\(N{H_3} + {H_2}O \to \) \(NH_4^ + + O{H^ - }\)
Exercice 3 : utilisation des savoirs / 8 points
L’équation-bilan de la réaction est : 1 pt
\(2{I^ - } + {S_2}O_8^{2 - }\) \( \to \) \({I_2} + 2{S_2}O_8^{2 - }\)
2.1) Détermination de \({\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_0}\) 1 pt
à t = 0, \({C_1}{V_1} = {\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_0}\) \(Vr \Rightarrow {\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_0}\) \( = \frac{{{C_1}{V_1}}}{{Vr}}\) = 0,05 mol/L=50mmol/L
2.2.1) On plonge les prélèvements dans un bain de glace pour arrêter la réaction. 1 pt
2.2.2) Cette opération s’appelle trempe de la prise d’essaie. 0,5 pt
Le facteur cinétique mise en évidence est la température. 0,5 pt
2.3) Montrons la relation suivante: \({\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_t} = \) \(50 - {\left[ {{I_2}} \right]_t}\) 1 pt
\({\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_0} = \) \({\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_t} + \) \({\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_{disp}}\)
Or \({\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_{disp}} = {\left[ {{I_2}} \right]_t}\)
\({\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_t} = {\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_0}\) \( - {\left[ {{I_2}} \right]_t}\)
3.1) déterminons la vitesse volumique moyenne de disparition des ions \({{S_2}O_8^{2 - }}\) entre t1 et t2 0,5 x 4 = 2 pts
On a : \(Vm = \) \(\frac{{{{\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]}_{t2}} - {{\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]}_{t1}}}}{{{t_2} - {t_1}}}\)
Avec \({\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_{t2}} = \) \(50 - 9,5 = \) =40.5 mmol/L
\({\left[ {{S_2}O_8^{2 - }} \right]_{t1}} = \) \(50 - 4,5 = \) 45,5 mmol/L
\(Vm = \) \(\frac{{40,5 - 45,5}}{{9 - 3}}\) \( = \) 45,5 mmol/L
\(Vm = 0,83\) mmol/L.min
3.2) La vitesse volumique moyenne de formation des ions \(SO_4^{2 - }\)
On a la relation :
\(2{n_{{S_2}O_8^{2 - }}} = {n_{SO_4^{2 - }}}\)
d’où \(2{V_{{S_2}O_8^{2 - }}} = {V_{SO_4^{2 - }}}\) \( = 1,66\) mmol.L-1min-1 = 0,028 mmol/L-1.s-1 = 1,66.10-3 mol./L-1.min-1 = 2,76.10-5 mol/L-1.s-1 .
Partie II : Évaluation des compétences / 16 points
1) Il est question de donner le protocole du dosage pH-métrique permettant d’obtenir les valeurs du tableau. Puis dire comment repérer l’équivalence en utilisant les tangentes parallèles à la courbe.
Le protocole est le suivant :
A l’aide d’une pipette jaugée de 20mL muni d’une propipette, on prélève 20mL de la solution de lait qu’ on introduit dans un bécher dans lequel on fait immerger la partie sphérique de la sonde du pH- mètre préalablement étalonner sans que la sonde touche le fond du bécher . Dans une burette graduée, on introduit une solution de NaOH de concentration CB=5.10-2 mol/L, on laisse couler millilitre après millilitre dans le bécher soumis à une agitation magnétique tout en relevant à chaque fois les valeurs du pH correspondant. Et on consigne les résultats dans un tableau.
Pour repérer l’équivalence on trace sur le papier millimétré le courbe \(pH = f({V_B})\) et on repère l’équivalence à l’aide des tangentes parallèles à la courbe. 2 pts
2) Il est question ici de déterminer la concentration massique Cm du lait et de dire si elle est supérieure ou inférieure à 1,8 g/L en exploitant l’équation de la réaction du dosage et les relations à l’équivalence. Puis se prononcer sur la fraicheur du lait.
L’équation-bilan de la réaction du dosage est :
\(C{H_3} - CH(OH)\) \( - COOH + OH\) \( - C{H_3} - CH(OH)\) \( - CO{O^ - } + \) \({H_2}O\)
A partir de l’équation on peut écrire que : \({n_A} = {n_{O{H^ - }}} = \) \({C_A}{V_A} = {C_B}{V_{BE}}\)
Au point équivalent, V_BE=12mL \({C_A} = \frac{{{C_B}{V_{BE}}}}{{{V_A}}}\) = 0,03mol/L. et, \(Cm = M{C_A}\) \( = 90 \times 0,03\) \( = 2,7g/L\)
Cette valeur supérieure à 1,8 g/L. On peut donc conclure quele lait n’est plus frais.
