Aurélie 23/11/09
 

 

La chimie au service de la dermatologie : acide monochloroacétique, bac S Nlle Calédonie  2009.

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On trouve dans la littérature médicale la description d'au moins quarante procédés différents pour traiter les verrues.
En dermatologie, on utilise un traitement physique (cryothérapie, chirurgie, ablation au laser .. .) ou un traitement chimique à l'aide d'un réactif corrosif.
L 'acide monochloroacétique est le principe actif d'un des médicaments traitant les verrues.
La solution est appliquée deux ou trois fois par jour sur la verrue, en protégeant la peau saine et en recouvrant ensuite la zone traitée d'un pansement.

         L'acide monochloroacétique a pour formule semi-développee ClCH2-CO2H. Dans les questions 1 et 2, on utilisera la notation simplifiee AH pour cet acide et A- pour sa base conjuguée.

Etude de la réaction entre l'acide monochloroacétique  et l'eau à 25°C.
Dans la partie 1, on s'intéresse à une solution aqueuse d'acide monochloroacétique.
Un conductimètre permet de mesurer la conductivité s de la solution d'acide monochloroacétique étudiée.
Conductivités molaires ioniques à 25°C : l H30+ = 35,0 x 10-3 S.m2.mol-1 ;
l A- = 4,0 x 10-3 S.m2.mol-1.


Quel est le nom de  l'acide monochloréthanoïque en nomenclature officielle ?
acide 2-chloroéthanoïque.
Donner  la définition d'un acide selon Brönsted.
Un acide est une espèce, ion ou molécule susceptible de céder un proton H+.
L'acide monochloroéthanoïque réagit avec l'eau selon l'équation chimique (1)
AHaq + H2O(l) = A-aq + H3O+aq.
Compléter Ie tableau d'évolution de la réaction chimique entre une quantite initiale de matière n(AH)=5,0 x10-3 mol d'acide monochloroacétique et un volume V = 100,0 mL d'eau.


avancement (mol)
AHaq + H2O(l) = A-aq + H3O+aq
initial
0
5,0 x10-3 solvant
0
0
en cours
x
5,0 x10-3-x
solvant
x
x
à l'équilibre
xéq 5,0 x10-3-xéq
solvant xéq xéq

Donner l'expression de I'avancement à l'équilibre, noté xéq, en fonction de la conductivité s de la solution, des conductivités molaires ioniques et du volume V. On négligera la concentration en ions hydroxyde par rapport à celles des autres espèces chimiques et par conséquent leur contribution à la conductivité de la solution.

s = l H30+ [H3O+aq] +l A- [A-aq]
s = l H30+ xéq/V +l A- xéq/V ; s =( l H30+  +l A- ) xéq/V ;
xéq=s V /( l H30+  +l A- ).

La mesure au conductimètre donne la conductivité de la solution s = 0,300 S.m-1.
Déterminer la valeur numérique de xéq.
xéq=s V /( l H30+  +l A- ) ; V = 100 mL = 1,00 10-4 m3.
xéq=0,300* 10-4 /(35,0 +4,0)10-3 =7,69 10-4 ~7,7 10-4 mol.

Calculer le taux d'avancement final. En déduire si la transformation est totale ou non.
xmax = 5,0 x10-3 mol ;  t = xéq/xmax =7,69 10-4 /5,0 x10-3 = 0,15.
Le taux d'avancement final étant inférieur à 1, la transformation n'est pas totale.





 Détermination de la concentration en acide monochloroacétique contenue dans le médicament.
Afin de déterminer la concentration molaire volumique, c0, en acide monochloraacétique apporté dans la solution de médicament, on réalise un titrage acido-basique.
La solution de médicament étant trop concentrée, on prépare par dilution une solution S1, 100 fois moins concentrée (on note C1 la concentration de la solution
S1 ).
On dispose des lots de verrerie suivants :
lot A
lot B
lot C
lot D
pipette jaugée de 10,0 mL
 pipette jaugée de 10,0 mL pipette jaugée de 5,0 mL éprouvette graduée de 50 ml
fiole jaugée de 100,0 mL
fiole jaugée de 1,00 L fiole jaugée de 50,0 mL fiole jaugée de 1,00 L
becher de 50 mL
becher de 50 mL becher de 50 mL becher de 50 mL
En justifiant de manière quantitative, choisir le lot de verrerie permettant de réaliser au mieux cette dilution. Justifier la réponse.
Le facteur de dilution étant égal  à 100, le volume de la fiole jaugée doit être 100 fois plus grand que celui de la pipette jaugée : donc lot B.

Titrage acido-basique.
On réalise Ie titrage d'un volume V1 = 20,0 mL de solution S1 par une solution d'hydroxyde de sodium (Na+ + HO-) de concentration molaire apportée CB = 0,10 mol.L-1 en présence d'un indicateur coloré
acido-basique.
Le point d'équivalence est obtenu pour un volume d'hydroxyde de sodium versé, VBE= 10,6 mL.
Ecrire l'équation  de la réaction support du titrage.
ClCH2-COOH aq  + HO-aq =
ClCH2-COO- aq  +H2O(l)
Définir l'équivalence du titrage.

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 concentration C'1 de la solution diluée puis la concentration C0 d'acide monochloroacétique dans le médicament.
C'1 V1 = CB VBE ;  C'1 =CB VBE / V1 =0,10*10,6 / 20,0 =0,053 mol/L
C0 = 100 C'1 = 5,3 mol/L.






Réaction parasite possible mettant en jeu I'excipient.
Un médicament utilisé dans Ie traitement des verrues contient de l'acide monochloroacétique mais aussi de I'eau et un alcool que l'on supposera être de l'éthanol.
L'éthanol étant un excipient dans ce médicament, il pourrait réagir avec I'acide monochloraacétique.
Recopier, en la complétant par les formules semi-developpées de B et de C, l'équation (2) de la réaction entre l'acide monochloracétique et l'éthanol.
ClCH2-COOH   +CH3-CH2OH = B + C

ClCH2-COOH   +CH3-CH2OH = ClCH2-COO-CH2-CH3 + H2O.
Comment s'appelle cette transformation chimique ?
Quelles sont les caractéristiques de cette transformation chimique ?
L'estérification est lente, athermique, limitée par l'hydrolyse de l'ester.










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