Aurélie dec 04

Chimie

d'après concours interne technicien police scientifique 2001

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A la suite d'un vol par effraction dans une agence bancaire un coffre fort a été endommagé par une explosion. Un individu est appéhendé. Son pantalon est déchiré. Il est en possession :
- D'une substance malléable pouvant être un explosif
- D'un petit sachet contenant une poudre beige.

Sur les lieux, la porte du coffre fort a été soufflée, la serrure arrachée, et quelques éléments fibreux sont retrouvés sur la porte d'entrée de l'agence bancaire

  1. Quels sont les types de prélevements à effectuer aux fins d'analyses et dans quel but: - sur les lieux - sur le mis en cause.
  2. Enoncer les systèmes analytiques qui sont à votre disposition au laboratoire et qui peuvent être mis en oeuvre pour l'exploitation de chaque catégorie d'indice.
  3. Recherche de la nature de l'explosif :
    On réalise une extraction acétonique sur le frottis effectué sur la porte du coffre fort et une solution acétonique à partir de la substance malléable retrouvée sur l'individu (X). On obtient la plaque de chromatographie suivante :

    - Quelle est la technique utilisée ?
    - Enoncer le principe de la technique. Donner la définition du Rf. Calculer les différents Rf.
    - Qu'en déduisez vous au sujet de la nature du ou des explosifs ? Quelle interprétation en tirez vous ? par quelle méthode d'analyse pourriez vous confirmer les résultats obtenus ?

  4. Recherche des produits présents dans la poudre brune : le test de Marquis permet de mettre en évidence un opiacé.
    - Citer deux alcaloïdes présents dans l'opium qui sont classés sur la liste des stupéfiants.
    - Quelle technique nous permet de mettre en évidence de façon certaine l'héroïne présente dans cette poudre beige ?
    - L'héroïne ou diacéthylmorphine est obtenue par hémisynthèse de la morphine.

    De quel type de réaction s'agit-il ? Quels sont les réactifs nécessaires pour cette réaction ?
    - Afin d'effectuer le dosage de l'héroïne par chromatographie, nous réalisons dans une fiole jaugée de 10 mL une solution contenant 2 g de poudre par litre de méthanol. Quelle quantité de poudre pesez vous ?
    - Cette solution trop concentrée donne un chromatogramme dont le pic d'héroïne caractérise une saturation du détecteur.
    temps de rétention de l'héroïne : 12 min ; durée d'analyse : 20 min.
    Schématiser le chromatogramme.
    - Pour effectuer le dosage dans de meilleurs conditions, il est nécessaire de réaliser sur la solution à 2 g par litre, une dilution au 1/20. Comment pratiquez vous en utilisant le moins de solvant possible ?
    - Nous réalisons une courbe d'étalonnage à partir de trois solutions standart analytique d'héroïne. Nous mesurons l'aire sous la coube.
    concentration héroïne en mg/L
    10
    100
    400
    Aire .106( Abs)
    25
    249
    1000
    Tracer la courbe d'étalonnage.
    - L'analyse de la solution de poudre diluée au 1/20 donne un chromatogramme dont l'aire du pic d'héroïne est égal à 140 106 Abs. Quel est le pourcentage d'héroïne présent dans la poudre ?
    - Le produit de coupage de cette poudre est le lactose. A quelle famille chimique ce produit appartient-il ? Par quel test coloré le mettez-vous en évidence ?


corrigé
les types de prélevements sur les lieux : traces d'explosifs sur le coffre, empreintes, fibres sur la porte.

les types de prélevements sur l'individu : empreinte, expolsifs, poudre brune.

systèmes analytiques : microscopes, chromatographies + spectrographe de masse, techniques extractions, titrages, spectro IR

la technique utilisée : chromatographie sur couche mince.

: La chromatographie est une méthode de séparation et d'identification des constituants d'un mélange.

La chromatographie est basée sur la différence de solubilité d'une substance dans deux phases non miscibles : la phase stationnaire liée au support et la phase mobile ou solvant.

Plus une substance est soluble dans la phase mobile, plus elle est entraînée par cette phase; inversement, une substance peu soluble dans la phase mobile migre peu.

rapport frontal Rf = distance parcourue par le solvant / distance parcourue par la substance

rapport frontal

NG : 1,5 / 7 = 0,21

TNT : 3/7 = 0,42

PETN : 4,5 / 7 = 0,63

X : 4,5 / 7 = 0,63

F: 4,5 / 7 = 0,63

la substance retrouvée sur l'individu et la substance retrouvée sur le frottis ( coffre fort) sont indentifiables au PETN. On peur confirmer les résultats par une méthode spectroscopique IR ou spectre de masse.




Deux alcaloïdes présents dans l'opium, classés sur la liste des stupéfiants : morphine, thébaïne.

L'héroïne ou diacéthylmorphine est obtenue par hémisynthèse de la morphine : réaction d'estérification des deux fonctions alcool C-OH de la morphine par l'acide acétique ou l'anhydride acétique.

quantité de poudre à peser : 2 g /L de méthanol

la fiole jaugée a un volume de 10 mL= 0,01 L, il faut donc peser 0,02 g de poudre.

dilution au 1/20 : prélever 0,5 mL de la solution à 2 g/L puis placer dans une fiole jaugée de 10 mL ; compléter avec le méthanol ( solvant) jusqu'au trait de jauge.

 

aire = 1000/400 * concentration = 2,5 * concentration

ou concentration (mg/L )= aire / 2,5 = 0,4 aire

soit pour une aire égale à 140 : C= 140*0,4 = 56 mg/L.

en tenant compte de la dilution au 1/20 : 56*20 = 1120 mg/L ou 1,12 g/L

soit en pourcentage 1,12*100/2 = 56 %

Le lactose appartient à la famille des glucides.

Mise en évidence du lactose réducteur ( groupe aldehyde) : le test à la liqueur de Fehling de couleur bleue donne un solide rouge en chauffant au bain marie.



Nature des éléments fibreux :

Le prélevement d'éléments fibreux réalisés sur les lieux est constitué de deux éléments différents: fibre textile et éléments pileux.

  1. De quelle manière les séparer vous ?
    Les deux fibres textiles ainsi isolées sont référencées F1. Un prélevement de comparaison est réalisé à partir du pantalon mis en cause. Les fibres ainsi prélevées sont référencées F2. F1 et F2 sont de la même couleur.
    A partir des fibres F1 et F2 nous avons obtenu respectivement les spectres A et B ( voir à la fin).
    - Citer la technique utilisée et le ou les modes de préparation de l'échantillon.
    - A partir des spectres obtenus, quelles remarques pouvez vous formuler quant à F1 et F2 ?
    - A partir des spectres proposés, donner la nature des fibres F1 et F2. Conclure.

 


corrigé
Principal composant du cheveu, la kératine est une substance très résistante, dont sont également faits les ongles, les cornes et même les sabots des animaux. La kératine est une protéine fibreuse, composée de longues chaînes d’acides aminés. Reliées les unes aux autres par des liaisons soufrées.

La technique utilisée : spectrométrie infra rouge.

Un solide sera broyé en présence de bromure de potassium (qui est transparent jusqu'à 400 cm-1) puis comprimé sous pression réduite pour former une fine pastille. Une autre technique consiste à disperser le solide dans une paraffine (le nujol) et à déposer la suspension sur une pastille de chlorure de sodium monocristallin (transparent jusqu'à 625 cm-1).

Un liquide sera déposé entre deux pastilles de chlorure de sodium monocristallin comprimées, de manière à obtenir un film fin, ou placé dans une cuve dont les fenêtres seront des monocristaux de chlorure de sodium ou de fluorure de calcium.

Une autre technique, valable aussi bien pour les liquides que les solides, consiste à préparer une solution diluée du produit dans un solvant, puis à étudier cette solution dans les cuves précédemment décrites. Les solvants utilisés pour les solutions sont choisis pour ne pas présenter de bandes d'absorption dans les zones particulièrement intéressante du spectre. Les plus couramment employés sont le tétrachlorure de carbone, le chloroforme et le sulfure de carbone (CS2).

F1 et le polyester ont en commun les pics suivants : 2960 ; 1725 ; 1270 ; 1120 ; 875 cm-1.

F2 et le polyamide ont en commun les pics suivants : 3300 ; 3080 ; 2930 ; 2845 ; 1650 ; 1525 ; 1470 ; 1260 cm-1.



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