Iode 131,  cobalt 60, dosage de la vitamine C, concours Manipulateur électroradiologie médicale Clermont 2013.

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Radioéléments utilisés en médecine.
L'iode 131 est utilisé en scintigraphie thyroïdienne.
Noyau Sb Te I Xe Cs
Z 51 52 53 54 55
Donner le composition de son noyau.
53 protons et 131-53 = 78 neutrons.
Cet isotope est radioactif ß-.
Ecrire l'équation de sa désintégration en précisant les lois utilisées et le nom de la particule émise.
13153I ---> AZX +0-1e.
Conservation de la charge : 53 = Z -1 d'où Z = 54.
Conservation du nombre de nucléons : 131 = A +0.
13153I ---> 13154Xe +0-1e.
La particule émise est un électron.
La demi-vie de l'iode 131 est d'environ 8 jours.
Donner la définition de la demi-vie radioactive.
La demi-vie, noté T, est la durée au bout de laquelle l'activité initiale est divisée par 2.
Si l'activité initiale est A0, quelle sera son activité au bout de 32 jours ?
32 jours  est égal à 4 demi-vie. L'activité initiale est divisée par 24 =16 et l'activité au bout  de 32 jours vaut  :
A0/16 =0,0625 A0.
Quelle est l'unité de l'activité ?
L'activité s'exprime en becquerel ( Bq).
La désintégration de l'iode s'accompagne d'une émission g d'énergie 300 keV environ.
Quelle est la nature de cette émission ?
Les rayons gamma sont  des ondes électromagnétiques.
Calculer une valeur approchée de sa fréquence.
h = 6,63 10-34 J s ; 1 eV = 1,6 10-19 J.
E = h n ; n = E / h = 300 103*
1,6 10-19 / (6,63 10-34)=7,2 1019 Hz.



Le cobalt 60 est utilisé en radiothérapie. Il est ontenu artificiellement à partir du cobalt naturel 9 qui capture une particule.
Ecrire l'équation de cette transformation et identifier la particule capturée. Z(Co) = 27).
5927Co + 10n --->6027Co.
La particule capturée est un neutron.
Le cobalt 60 se transforme spontanément en nickel par émission ß-.
Ecrire l'équation de cette désintégration.
6027Co ---> 6028Ni +0-1e.
Cette transformation s'accompagne d'une libération d'énergie.
Donner l'expression de cette énergie en précisant la signification et l'unité de chaque granndeur.
Défaut de masse Dm = m(0-1e) + m(6028Ni) - m(6027Co)
Energie libérée : E =
Dm c2.
m(0-1e) : masse de l'électron en kg ; m(6028Ni) : masse du noyau de nickel 60 en kg ; m(6027Co) : masse du noyau de cobalt 60 en kg. c : célérité de la lumière dans le vide ( m / s). E : énergie libérée en joule.

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Dosage de la vitamine C. 
La molécule de vitamine C ou acide L-ascorbique est représentée.
Entourer et nommer les groupes caractéristiques qu'elle contient. Localiser les atomes de carbone asymétriques.


Combien de diastéréoisomères de configuration possède-t-elle ?
La présence de deux atomes de carbone asymétriques permet de prévoir 4 isomères. ( deux couples d'énantiomères ).
On souhaite vérifier la masse d'acide ascorbique C6H8O6 dans un comprimé de vitamine "C500".
Pour cela, on réalise V = 100,0 mL de solution S avec un comprimé dissout dans l'eau distillée. On en prélève Vs = 10,0 mL que l'on titre avec une solution d'hydroxyde de sodium ( Na+aq + HO-aq) de concentration c = 2,0 10-2 mol/L.
Ecrire l'équation de la réaction de titrage.
C6H8O6 aq+ HO-aq ---> C6H7O6-aq + H2O.
Déterminer le volume de solution titrante versé à l'équivalence en précisant la méthode utilisée.
La méthode des tangentes.






Définir l'équivalence.
A l'équivalence les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques. Avant l'équivalence, l'un des réactifs est en excès, après l'équivalence, l'autre réactif est en excès.
En déduire la relation à l'équivalence puis la quantité d'acide ascorbique dans l'échantillon dosé.
Quantité de matière d'ion hydroxyde : c VE.
Quantité de matière d'acide ascorbique : [C
6H8O6] Vs.
c VE=[C6H8O6] Vs = 2,0 10-2 *0,014 =2,8 10-4 mol dans 10 mL.
En déduire la quantité puis la masse d'acide ascorbique contenue dans le comprimé. Conclure. M(C6H8O6) = 176 g/mol.
2,8 10-3 mol d'acide ascorbique dans 100 mL.
Masse d'acide ascorbique dans un comprimé :
2,8 10-3 *176 = 0,493 m ou 493 mg.
Ecart relatif : (500-493) / 500 = 1,4 10-2 ou 1,4 %.
Le résultat du dosage confirme l'indication "C500".
L'acide ascorbique est aussi un réducteur.
Ecrire l'équation de la réaction de l'acide ascorbique avec le diiode.
Couple oxydant / réducteur : I2/I- ; C6H6O6 /
C6H8O6 .
Réduction du diiode :
I2+2e- = 2I- ;
oxydation de l'acide ascorbique :
C6H8O6  = C6H6O6 +2H+ +2e-.
I2+C6H8O6 = 2I- +C6H6O6 +2H+.




  



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