Les premiers savons, le glucose, datation des acides a-aminés, ondes. Bac St2S 2014


Les premiers savons.
L'huile d'olive est constituée de triglycérides, dont l'oléine de formule donnée ci-dessous.
Définir un triglycéride.
Un triglycéride est un triester obtenu à partir du glycérol et d'acides gras.
Entourer et nommer les groupes caractéristiques présents dans l'oléine.

L'acide gras qui conduit à l'oléne est l'acide oléique de formule C17H33-COOH.

S'agit-il d'un acide gras saturé ou insaturé ? Justifier
.
Un acide gras saturé comptant 17 atomes de carbone dans la chaine carbonée doit posséder 17*2+2 = 36 atomes d'hydrogène. Or l'acide oléique ne compte que 34 atomes d'hydrogène : ce dernier est donc insaturé.
Les premiers savons  étaient fabriqués à partir d'huile d'olive et de soude végétale. L'équation de synthèse de ce savon est :

Quel est le nom associé à cette réaction ? Cette réaction est-elle totale ?
La saponification ou hydrolyse basique d'un triglycéride est totale.
Un des produits formés est le glycérol.
Identifier le glycérol. HOCH2-CHOH-CH2OH.
Pour synthétiser un savon, on utilise n = 20 moles d'oléine.
 Montrer que l'on peut obtenir 60 moles de savon
Les nombres stoechiométriques de l'équation ci-dessus indique qu'à partir d'une mole d'oléine on peut obtenir trois moles de savon.
n(savon) = 3 n(oléine) = 3*20 = 60 moles.
En déduire la masse de savon obtenu.
M(savon) = M(C18H33O2Na) =18*12+33+2*16+23=304 g/mol.
m= n(savon) *
M(savon) = 60 *304 =18240 g ~18 kg.



Il est possible de synthétiser les savons au laboratoire grâce à un dispositif de chauffage à reflux.


Nommer la verrerie A parmi la liste suivante : chauffe-ballon, réfrigérant, burette. Quel est son rôle ?
Le réfrigérant à eau permet de condenser les vapeurs qui se dégagent du ballon. Celles-ci retombent dans le milieu réactionnel.
Les qualités détergentes du savon proviennet des propriétés de l'ion oléate C17H33-COO-.
Identifier les parties hydrophile et hydrophobe.
La partie hydrophobe est C17H33 et la partie hydrophile est -COO-.
Les propriétés détergentes du savon peuvent être diminuées selon la nature de l'eau.
Choisir parmi les eaux suivantes celle(s) qui rendent le savon peu efficace : eau distillée, eau salée, eau sucrée.
Le savon est le plus efficace dans l'eau distillée.

.


Le glucose.
Le glucose est un sucre réducteur de formule semi-développée :
Un réducteur est une espèce chimique :
a) pouvant être oxydée ; b) pouvant être réduite ; c) pouvant perdre des électrons ; d) pouvant gagner des électrons.
Recopier la phrase en choisissant la ()les bonne(s) réponse(s).
Un réducteur est une espèce chimique qui peut s'oxyder en perdant des électrons.
Le caractère réducteur du glucose est dû au groupe caractéristique encadré. Nommer ce groupe.
Le groupe carbonyle des aldehydes est encadré.
Décrire le test à la liqueur de Fehling permettant de mettre en évidence le groupe encadré.
En présence de glucose réducteur, la liqueur de Fehling bleue,  conduit à chaud, à un précipité rouge brique.
Les boissons contiennent des édulcorants. L'étiquette indique la concentration massique en aspartame cm = 0,50 g/L.

Quelle masse d'aspartame consomme-t-on en buvant V = 0,50 L de cette boisson ?
½cm = 0,25 g = 250 mg.
La dose journalièe admissible  (DJA) de l'aspartame est de 40 mg/kg da masse corporelle.

Une personne de 60 kg dépasse-t-elle la DJA en buvant 0,50 L de cette boisson ? Justifier.
½cm / masse de l'enfant = 250 /60 = 2400 mg ~ 4,2 mg / kg. La DJA n'est pas atteinte.
Datation des acides a-aminés.
Chez les êtres vivants, les acides a-aminés se trouvent dans la configuration L. Après leur mort la proportion des acides aminés en configuration L ou D s'équilibre. On peut ainsi dater la mort de l'être vivant.
L'alanine (Ala) est un acide a-aminé synthétisé par l'organisme humain de formule donnée ci-dessous.
Justifier le fait que l'alanine appartienne à la famille des acides a-aminés.
L'alanine possède un groupe amine et un groupe carboxyle porté par le même atome de carbone.
Indiquer le ( les) atome(s) de carbone asymétrique(s). En déduire si la molécule est chirale.


Une molécule possèdant un atome de carbone asymétrique est chirale.
Donner une représentation de Fischer de la L alanine.

La L-alanine et la D-alanine sont énantiomères. Parmi les propositions suivantes, indiquer celles qui sont exactes.
a) Elles sont images l'une et l'autre dans un  miroir. Vrai.
b)
Elles ne sont pas images l'une et l'autre dans un  miroir. Faux.
c) Elles sont superposables. Faux.
d) Elles ne sont pas superposables. Vrai.



La datation au carbone 14.
Chez les êtres vivants, le carbone se trouve sous différentes formes isotopiques dont l'une est satble 126C et une autre instable, le carbone 14 146C.
Décrire la constitution des noyaux de carbone 12 et du carbone 14.
126C : le noyau compte 6 protons et 12-6 = 6 neutrons. 146C : le noyau compte 6 protons et 14-6 = 8 neutrons.
Définir le terme isotope.
Des isotopes ne diffèrent que par leur nombre de neutrons. Ils ont le même numéro atomique.
L'équation de la désintégration du noyau de carbone 14 est de la forme :
146C. ---> baX + 147N.
Identifier la particule
baX.
Conservation du nombre de nucléons : 14 = b+14 , d'où b = 0 ; conservation de la chrge : 6 = a+7 d'où a = -1.

146C. --->
0-1e + 147N.
La demi-vie du carbone 14 est t½ = 5600 ans. La datation au carbone 14 de quelques tissus organiques montre que l'individu est mort il y a environ 4500 ans.
Définir la demi-vie radioactive.
La demi-vie radioactive est la durée au bout de laquelle l'activité initiale est divisée par 2.
L'activité du carbone 14 chez un être vivant reste la même durant toute sa vie : elle vaut 13,6 désintégrations par minute.
Définir l'activité d'un échantillon radioactif et montrer que l'activité du carbone 14 est A0 = 0,23 Bq.
L'activité est le nombre de désintégrations par seconde. A0 = 13,6 / 60 = 0,227 ~0,23 Bq.
A la mort de la personne, la quantité de carbone 14 présent dans l'organisme diminue. L'activité mesurée par les archéologues est de 0,13 Bq.
Vérifier graphiquement que l'individu est mort il y a 4500 ans.

L'examen aux rayons X ( révélant une pointe de silex d'une flèche ayant transpercé l'omoplate ) et l'analyse du corps par les médecins légistes,on montré que l'individu a été frappé de dos,de haut en bas,à une distance de 30 à 40 m. On donne ci-dessous un diagramme incomplet des domaines des ondes électromagnétiques.

Quelle  est la grandeur physique représentée par l ? La longueur d'onde.
Parmi les valeurs ci-dessous, choisir celles qui correspondent aux positions 1 et 2. 200 nm ; 400 nm ; 600 nm ; 800 nm.
1 correspond à 400 nm et 2 à 800 nm.
Le domaine des rayons X se situe-t-il en A ou en B ?
Les rayons X se situent vers les faibles longueurs d'onde, c'est à dire en A.
Un rayonnement X a une fréquence v = 1,5  1018 Hz. L’énergie du photon à cette fréquence  est donnée par la relation :E = h  v.
Calculer l’énergie associée à ce photon. Préciser l’unité. On donne la constante de Planck : h=6,62 10−34 J.s.
E = 6,62 10-34 * 1,5 1018 =9,9 10-16 J.
Citer un effet des rayons X sur le corps humain.
Une exposition trop importante aux rayons X peut provoquer des cancers.





  

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