Spectrophotométrie, microscope, ibuprofène, Bts bioanalyse et contrôle 2017 .

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Spectrophotométrie. 10 points
Une solution affiche une concentration massique en bleu patenté c0 =25,0 g / L.
Masse molaire du bleu patenté : M = 560 g / mol ; largeur de la cuve l = 1,0 cm.
On donne le spectre d'absorption d'une solution diluée de bleu patenté.
1.1. Donner la longueur d'onde lmax correspondant au maximum d'absorption.
1.2. Justifier la couleur de cette solution.

La solution présente un maximum d'absorption vers 630 nm ( orange). La solution possède la couleur bleue, complémentaire de la couleur orange.
On réalise une série de mesure d'absorbance  ( à 640 nm) de solutions de bleu patenté de concentrations connues.
C(mol/L)
3,8 10-6
7,1 10-6
8,9 10-6
1,1 10-5
1,4 10-5
1,8 10-5
A
0,28
0,58
0,72
0,88
1,12
1,42
2.1. Ecrire la relation correspondant à la loi de Beer-Lambert.
2.2. Nommer les grandeurs et préciser les unités.
A= elc ( A est l'absorbance ou densité optique)
e (L mol-1 cm-1) est une caractéristique de la molécule. Plus e sera grand, plus la solution absorbe.
l est l'épaisseur de la cuve (cm) et c la concentration de la solution (mol/L).
2.3.Exploiter les mesures pour établir la relation entre A et C.

2.4. Montrer que la gamme d'étalonnage réalisée est de bonne qualité.
Les points expérimentaux sont alignés et la droite passe par l'origine.
Une solution pharmaceutique est trop concentrée. On la dilue d'un facteur de dilution F = 5000. L'absorbance de la solution diluée vaut A = 0,68.
3.1. Montrer que Cdiluée = 8,5 10-6 mol/L.
Cdiluée = 0,68 / 0,08 = 8,5 µ mol/L = 8,5 10-6 mol/L.
3.2. En déduire la concentration CpH de la solution pharmaceutique.
CpH = 5000 x8,5 10-6 =0,0425 mol/L.
3.3. Calculer sa concentration massique.
Cm =CpH M = 0,0425 x560=23,8 g/L.
3.4. Les normes imposent un écart relatif inférieur à 5 %. Vérifier que la solution est conforme.
(25-23,8) / 25 x100=4,8 %, valeur inférieure à 5 %. La solution est conforme.

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Le microscope. 10 points.
Afin d'observer la sructure des pattes de gecko on utilise un microscope muni de trois objectifs marqués x10, x20 et x100.
Taille d'un sétule : 75 µm ; taille d'une spatule : 0,30 µm ; grossissement de l'oculaire : Goc = 20 ; intervalle optique D = 16,0 cm.
Valeur absolue du grandissement g de l'objectif
10
20
100

Ouverture numérique O.N
0,25
0,40
1,25

On utilise d'abord le microscope avec un objectif de grandissement  de valeur absolue égale à 20. On observe une sétule  et on effectue les réglages pour observer une image à l'infini.
1. Préciser l'intérêt de former une image finale à l'infini.
L'oeil observe sans accommoder, donc sans fatigue.
2. Donner la position de l'image intermédiaire A' B' permettant cette observation.
A'B' (A1B1 sur le schéma) se trouve dans le plan focal objet de l'oculaire.
3. Schématiser le modèle de microscope décrit, sans soucis d'échelle.

4. Rappeler le grossissement commercial Gc du microscope en fonction du grandissement g de l'objectif et du grossissement Goc de l'oculaire Calculer sa valeur.
Gc = |g| Goc =20 x  20 = 400.
5. Le pouvoir de résolution est limité par la diffraction. la dimension ABmin du plus petit objet observable est donné par : ABmin = 0,6 l / O.N.
Déterminer ABmin si l = 500 nm.
Peut-on obser une sétule ? Une spatule ?
Choisir l'objectif qui permettra d'observer une spatule.
ABmin = 0,6 x500 10-9 / 0,40 =7,5 10-7 m =0,75 µm.
Une sétule de dimension 75 µ est observable. Une spatule de dimension 0,30 µm est trop petite pour être observable dans ces conditions.
Objectif de 100 : ABmin = 0,6 x500 10-9 / 1,25 =2,4 10-7 m =0,24 µm.
Une spatule de dimension 0,30 µ est alors observable.




Titrage d'un comprimé contenant de l'ibuprofène. 10 points
L'ibuprofène( noté RCOOH, pKa = 4,5, M = 206,0 g/mol  ) contenant une fonction acide carboxylique, on peut le titrer en réalisant un titrage acido-basique.
Un comprimé est dissout dans de l'eau distillée pour obtenir un volume V = 40,0 mL. La solution est notée S. Le titrage est suivi par pH-métrie. La solution titrante d'hydroxyde de sodium a une concentration Cb = 0,20 mol/L.
Equation support du titrage : RCOOH aq + HO-aq --> RCOO-aq + H2O(l).
1. Exprimer la constante K associée à cette réaction en fonction de Ka et Ke. Calculer K et conclure.
Ka = [H3O+] [RCOO- ] / [RCOOH].
Ke =
[H3O+] [HO- ].
K =
[RCOO- ] / ([RCOOH][HO- ]) = Ka / Ke.
K = 10-4,5 / 10-14 = 109,5= 3,16 109.
K étant très grand, la réaction est totale.
2.1. Donner la définition de l'équivalence d'un titrage.
A l'équivalence, les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques.
2.2. Déterminer les coordonnées du point d'équivalence.

2.3. Déterminer la quantité de matière d'ibuprofène et en déduire la masse d'ibuprofène dans un comprimé.
9,7 10-3 x 0,20 = 1,94 10-3 mol.
m = 1,94 10-3 x206 ~0,40 g.
2.4. Calculer le nombre maximal de comprimé qu'un adulte peut ingérer en une journée.
Maximum conseillé : 1,2 g par jour soit 3 comprimés.
 










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