Chimie, école de santé des armées, concours ESA 2017.

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.




Etude de l'acide citrique.

1. Donner le nom de la représentation utilisée ci-dessus.
Représentation de Cram.
2. Définir la notion de carbone asymétrique. Combien la molécule en compte-t-elle ?
Un atome de carbone asymétrique est un atome de carbone tétragonal lié à 4 atomes ou groupes d'atomes différents. La molécule compte un atome de carbone asymétrique repéré par *.
3. Définir la notion de chiralité. Cette molécule est-elle chirale ? Justifier.
Une molécule chirale n'est pas superposable à son image dans un miroir plan. Une molécule possèdant un atome de carbone asymétrique est chirale.
4. A l'aide de la représentation ci-dessous, dessiner une autre représentation du même type obtenue par rotation autour de l'axe repéré en pointillés. Quelle est alors la relation d'isomérie entre ces deux représentations ?

Par rotation autour d'une liaison simple, on obtient deux conformères ( conformations ) de la même molécule.
5. On veut doser l'acide citrique dans le lait maternel. On réalise un dosage pHmétrique d'une prise d'essai de 20,0 mL de lait S par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration molaire égale à 5,50 10-2 mol/L. L'acide citrique étant un triacide, on le note AH3.
5.a. L'équation de la réaction support du titrage étant la suivante :
AH3 aq + 3HO- aq ---> A3-aq + 3H2O.
Ecrire la relation entre n(AH3) et n(HO-) à l'équivalence.
n
(HO-) = 3 n(AH3).
5.b. A partir des courbes ci-dessous, déterminer la concentration molaire en acide citrique dans la solution titrée.

n(HO-) = 12,5 x 2,5 10-2 = 0,3125 mmol.
n(AH3) = 0,3125 / 3 ~0,10 mmol dans 20 mL.
Concentration en acide citrique : 0,10 / 20 = 5 10-3 mol/ L.
5.c. Parmi les indicateurs colorés ci-dessous, lequel utiliseriez-vous pour ce titrage ? Justifier et précisez comment l'équivalence est repérée.
Indicateur coloré
Teinte acide
Zone de virage
Teinte basique
Hélianthine
rouge
3,1 - 4,4
jaune
Vert de bromocrésol
jaune
3,8 - 5,4
bleu
Bleu de bromothymol
jaune
6,0- 7,6
bleu
Phénolphtaléine
incolore
8,2 - 12
rose
Rouge d'alizarine
violet
10,0 - 12
jaune.

Le pH du point équivalent ( ici 9,3) doit appartenir à la zone de virage de l'indicateur coloré. La phénolphtaleine convient. Avant l'équivalence la solution est incolore ; après l'équivalence, la solution est rose.

.


Etude du lactose du lait maternel.
Le lactose est un disaccharide constitué d'une molécule de galactose liée à une molécule de glucose.

1. Pour chacune de ces deux molécules, donner le nombre d'atomes de carbone asymétriques.
Chaque molécule compte 4 atomes de carbone asymétriques.
2. Parmi les relations suivantes, laquelle ou lesquelles caractérise(n) correctement la relation entre le galactose et le glucose. Justifier.
Seul l'atome de carbone n°3 n'a pas la même configuration. Le galactose et le glucose sont deux diastéréoisomères.
isomères de constitution ; stéréoisomères de configuration ; stéréoisomères de conformation ; énantiomères ;
diastéréoisomères Z / E .
3. A l'état libre, le galactose peut se cycliser sous la forme d'un galactopyrannose. On sait que ce mécanisme implique le carbone n°1 et la fonction portée par le carbone n°5.

3a Nommer le groupe caractéristique et la fonction portés par le carbone n°1. Indiquer la polarisation de la liaison C=O. Justifier.
Groupe carbonyle et fonction aldehyde. L'oxygène étant plus électronégatif que le carbone, le carbone porte une charge partielle positive et l'oxygène une charge partielle négative.
3b Nommer le groupe caractéristique et la fonction portés par le carbone n°5. Indiquer la polarisation de la liaison O--H. Justifier..
Groupe hydroxyle OH et fonction alcool secondaire.
L'oxygène étant plus électronégatif que l'hydrogène, ll'hydrogène porte une charge partielle positive et l'oxygène une charge partielle négative.
3c. Reproduire le schéma ci-dessous et : entourer et préciser les sites accepteurs et donneurs d'électrons impliqués dans la formation de la nouvelle liaison carbone-oxygène ; à l'aide d'un minimom de flèches courbes, expliquer la formation de cette nouvelle liaison.

3d. Déterminer la catégorie de la réaction parmi : substitution, addition ou élimination.
Addition sur la liaison double C=O.
4. La lactase est une enzyme qui permet de digérer le lactose en l'hydrolysant en glucose et galactose. Expérimentalement, on hydrolyse le lactose à 37°C en présence de lactase et on suit l'évolution de l'avancement x de la réaction en fonction du temps sur la courbe 1.

4a. Définir le temps de demi-réaction. Le calculer à partir de la courbe1.
A t½, l'avancement est égal à la moitié de l'avancement final ; t½ = 320 s.
4.b La lactase peut être inhibée par l'ajout dans le milieu de thiolactose molécule qui ressemble au lactose mais qui une fois fixée par l'enzyme ne peut pas être hydrolysée. Prédire quelle courbe pourrait correspondre à cette situation dans laquelle on aurait ajouté du thiolactose au milieu. Justifier.
Courbe 2 : t½ est inférieur à 320 s, l'hydrolyse est plus rapide, elle s'effectue, par exemple, à température plus élevée.
Courbe 3 : t½ est proche de 900 s, l'hydrolyse est moins rapide, par exemple, inhibition de la catalase. Cette courbe correspond à l'ajout de thiolactose.




Les acides aminés du lait : leucine et isoleucine.


 
1. Sachant que pKa (RCOOH / RCOO-) = 2,3 et pKa (R' NH3+ / R' NH2) = 9,8,  indiquez les espèces de la leucine qui prédominenet en solution en fonction du pH du milieu.

2 En déduire la formule semi-développée de la leucine à pH  = 7,4.


3 On réalise les spectres RMN du proton de chaque acide aminé.
L'un deux comporte les caractéristiques suivantes :
un doublet  de déplacement chimique 0,9 ppm intégrant pour 6 H ;
un multiplet non résolu de déplacement chimique 1,5 ppm intégrant pour 1 H ;
un triplet de déplacement chimique 1,6 ppm intégrant pour 2 H ;
un triplet de déplacement chimique 3,4 ppm intégrant pour 1 H ;
un singulet de déplacement chimique 4,5 ppm intégrand pour 2 H ;
un singulet de déplacement chimique 10 ppm intéhrant pour 1 H.
Ce spectre est-il celui de la leucine ou de l'isoleucine ? Justifier.



Le singulet de déplacement chimique 4,5 ppm intégrand pour 2 H correspond à NH2.
Le singulet de déplacement chimique 10 ppm intéhrant pour 1 H correspond à COOH.




  

menu