Aurélie 24/01/13
 

 

Physique chimie technologie : Bts esthétique cosmétique 2012.

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Physique et technologie :
  La balnéoesthétique nécessite une réserve d'eau chaude suffisante, la baignoire étant vidée après chaque séance. On utilise 135 L d'eau à 60 °C, sortie du chauffe-eau, pour obtenir 250 L d'eau à 37 °C, température du bain.
Calculer la quantité de chaleur qu'il faut fournir à 135 L d'eau pour élever sa température de 15° à 60 °C.
ceau = 4,18 103 J kg-1 K-1.
Q = m ceau ( qfin-qinitial) avec m = 135 kg et
qfin-qinitial = 60-15 = 45 °C.
Q = 135*
4,18 103 *15 =8,46 106 ~8,5 106 J.
Calculer le temps nécessaire ( en minutes), au chauffe-eau, pour effectuer cette mise en température.
Puissance du chauffe-eau P = 9 kW.
t = Q / P =
8,46 106 /(9 103) =940 s ou 940/60 ~ 16 min.
Citer tous les éléments contribuant à la sécurité électrique dans le volume 3.

La très basse tension ( TBT ) est la classe des tensions électriques qui ne peuvent produire dans le corps humain de courant électrique dangereux pour l'homme.
Un disjoncteur différentiel est capable d'interrompre un courant de surcharge ou un courant de court-circuit
dans une installation.
Pas de prises de courants au sol.
A propos du disjoncteur différentiel, vos clients affirment :
 a) le disjoncteur différenteil se trouve entre le compteur électrique et la baignoire.
b) il sert d'interrupteur.
c) il détecte les courants de fuite inférieurs à 30 mA.
d) il protège seulement la baignoire.
A) et b) sont vrais : le disjoncteur différentiel se situe immédiatement après le compteur électrique en tout début d'installation ; il coupe le courant en cas de surcharge ou de court-circuit.
c) est faux : il détecte les courants de fuite supérieurs ou égaux à 30 mA.
d) est faux : il protège le matériel et les personnes.
Les huiles essentielles utilisées en aroma-esthétique sont obtenues généralement par hydrodistillation.
Expliquer simplement le principe de'obtention des huiles essentielles à partir du dispositif d'entraînement à la vapeur. Citer l'avantage de ce procédé par rapport à une distillation.

La substance (S) à extraire n'est pas miscible à l'eau liquide.
La méthode est basée sur l'existence d'un azéotrope dont la température d'ébullition est inférieure aux points d’ébullition des deux composés purs séparés.
Dès que la température du contenu du ballon atteint la température TH, le milieu entre en ébullition. La vapeur formée, à la température TH contient  la fraction molaire xeau. La vapeur monte, arrive dans le réfrigérant où elle se condense en deux liquides purs, l'eau et la substance (S).
Quand la vapeur ne contient plus de substance (S),  sa température s'élève jusqu'à 100°C : on peut arrêter l'entraînement à la vapeur.
Le composé à extraire possède une température d'ébullition élévée. Or les molécules organiques peuvent être détruites lors d'une distillation nécessitant des températures élevées.

On donne le diagramme binaire isobare à pression atmosphérique normale d'un mélange d'eau et d'un corps dont on souhaite extraie l'huile essentielle B. La température en °C est fonction de la fraction molaire de l'eau dans le mélange.
Où se situe l'eau pure ? Préciser l'état physique des deux corps dans les différents domaines. Donner le nom des deux courbes qui délimitent ces domaines.
L'eau pure correspond à la fraction molaire égale à 1 et à la température d'ébullition égale à 100 °C.

courbe d'ébullition : l'ébullition est le moment où apparaît la première bulle de vapeur. Cette courbe est la séparation entre le liquide et le mélange liquide -vapeur.
courbe de rosée : c'est la courbe qui sépare la vapeur du mélange liquide-vapeur. La rosée est le moment où apparaît la première goutte d'eau.
Donner l'ordre de grandeur du mélange au point H, en % d'eau :  0 %, 25 %, 50 %, 75 %, 100 %. Est-ce un azéotrope ou un hétéroazéotrope ?
L'huile essentielle et l'eau forment un mélange hétérogène : on parle d'hétéroazéotrope.
La chrono-esthétique repose sur un éclairage obtenu à l'aide de diodes électroluminescentes Trois DEL suffisent pour obtenir l'ensemble des ambiances souhaitées : une rouge, une verte et une bleue.
Donner la combinaison des DEL permettant d'obtenir la lumière blanche.
La superposition des trois couleurs primaires rouge, bleue, verte avec une intensité égale, donne une lumière blanche.
Le jaune a un effet positif sur le système nerveux, en suscitant notamment une stimulation cérébrale.

Donner la combinaison des DEL permattant d'obtenir la lumière jaune.
La superposition des deux couleurs primaires rouge et verte avec une intensité égale, donne une lumière jaune.
La désinfection de certaines baignoires balnéo utilise des UV.
Indiquer le type d'UV. Justifier ce choix.
Les UV- C ont des propriétés germicides.



L'huile essentielle de lavande est composée en grande partie d'acétate de linalyle, ester du linalol et de l'anhydride acétique.

Donner la formule semi-développée et le nom de l'acide carboxylique dont dérive l'anhydride acétique.
CH3-COOH, acide acétique ou acide éthanoïque.
Nommer le groupe fonctionnel porté par la molécule de linalol et préciser sa classe.
Alcool tertiaire.
Définir "carbone asymétrique".
Un atome de carbone asymétrique( repéré par * sur l'exemple suivant ) est tétragonal et lié à 4 atomes ou groupes d'atomes différents.

L'acétate de linalyle est un ester.
Ecrire l'équation de la réaction entre le linalol et l'anhydride acétique.

Préciser le nom de cette réaction. Estérification.
Quel est l'intérêt d'utiliser l'anhydride d'acide plutôt qu'un acide carboxylique ?
Avec l'anhydride d'acide la réaction est totale.
Avec un acide carboxylique et un alcool tertiaire, la réaction est très limitée ( rendement 5 %).
Au laboratoire, on fait réagir 4,62 g de linalol et on obtient 5,41 g d'acétate de linalyle.
M(linalol) = 154 g/mol ; M(ester) = 196 g/mol.
Calculer le rendement et conclure.
Qantité de matière de linalol : n = m/M = 4,62 / 154 = 0,03 mol.
On peut espèrer obtenir au mieux 0,03 mol d'ester soit 0,03 *196 = 5,88 g d'ester.
rendement : 5,41 / 5,88 = 0,92 ( 92 %).
En accord avec le fait que la réaction entre l'anhydride d'acide et l'alcool est totale.



Les composants des huiles essentielles sont volatils au delà de 30°C et les huiles essentielles ne peuvent pas être additionnées directement dans l'eau du bain. Il est nécessaire de les solubiliser pour les disperser dans l'eau à la manière des huiles grasses. Le solubilisant le plus courant est un dérivé de l'huile de ricin.
L'huile de ricin A est un composé insaturé, constituée principalement de triricinoléate de glycéryle de masse molaire M(A) = 932 g/mol.
Expliquer le mot " insaturé" .
Il existe une ou plusieurs liaisons doubles C=C au sein de la molécule.
L'acide ricinoléique est un acide gras insaturé hydroxylé, de formule semi-développée :

Représenter les deux isomères Z et E de cette formule.

L'indice d'iode, I, d'une huile est la masse de diiode I2, exprimée en gramme, que peut fixer 100 g de corps gras. Pour l'huile de ricin, l'équation équilibrée de la réaction s'écrit :
A + 3I2 ---> dérivée iodé ( B ). M(iode) = 127 g/mol ).
Quelle indication sur la structure de la molécule d'huile de ricin donne l'indice d'iode ?
 L'indice diode indique le nombre d'insaturation ( essentiellement des liaisons doubles C=C).

Calculer l'indice d'iode de l'huile de ricin.
Quantité de matière d'huile de ricin : 100 /  932 = 0,1073 mol.
Quantité de matière de diiode : 3*0,1073 = 0,3219 mol.
I = 0,3219 M(I2) = 0,3219 *2*127 =81,75 ~82.



Les baignoires qui sont sélectionnées sont adaptées à tous types d'eau : eaux douces / eaux agressives.
Commenter ces deux termes.
Une eau douce contient très peu d'ion calcium et magnésium, responsables de la dureté d'une eau.
Une eau agressive est une eau potable qui peut provoquer la corrosion car c'est une eau naturellement acide .
Une eau douce associée à un pH acide donne une eau agressive.
On qualifie une eau par son degré hydrotimétrique ( TH). Que mesure-t-il ?
La dureté de l'eau est définie par le titre hydrotimétrique.
Citer un moyen pour obtenir une eau douce.
Précipiter les sels de calcium et magnésium puis filtrer.

  


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