Aurélie 20/09/10
 

 

Fraicheur d'un lait, triglycérides, prise de sang et perfusion : bac St2S France 09 / 2010

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Fraicheur d'un lait :
Couple acide lactique / ion lactate : C2H5O COOH / C2H5O COO- . Masse molaire de l'acide lactique MA = 90 g/mol.
Un lait de vache est frais si la masse d'acide lactique présent dans 1 L de lait est inférieure à 1,8 g. l'acide lactique est issu de la  dégradation du lactose contenu dans le lait, sous l'effet du contact avec l'air. Un étudiant décide de déterminer la teneur en acide lactique présent dans un lait afin d'en contrôler la fraicheur.
La molécule d'acide lactique.
La formule semi-développée de la molécule d'acide lactique est la suivante.
Entourer et nommer les groupes caractéristiques.

Ec = ½mv2 = 0,5*45*252 =14062 J.
Parmi les propositions suivantes, choisir la ( les) réponse(s) exacte(s).
Un atome de carbone  asymétrique est lié :
- à 4 atomes de carbone ou groupes d'atomes identiques ;
- à 2 atomes de carbone ou groupes d'atomes identiques ;
- à 4 atomes  ou groupes d'atomes différents. Vrai.
Indiquer par un astérisque l'atome de carbone asymétrique présent dans la molécule d'acide lactique.

  

Le dosage.
L'étudiant réalise le dosage de l'acide lactique dans le lait par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium ( Na+ + HO-) de concentration molaire CB =5,0 10-2 mol/L. Il prélève un volume de lait égal à : VA =20,0 mL.
Choisir parmi la liste suivante, la verrerie utilisée pour prélever l'échantillon de 20,0 mL de lait.
Eprouvette graduée, pipette jaugée, fiole jaugée, becher.
Un volume précis, 20,0 mL,  est mesuré à l'aide d'une pipette jaugée.
Annoté le schéma du dispositif de dosage.

L'équation de la réaction de dosage s'écrit : C2H5O COOH +HO- = C2H5O COO- +H2O.
Préciser les couples acide / base mis en jeu.
Couple acide lactique / ion lactate : C2H5O COOH / C2H5O COO- et eau / ion hydroxyde : H2O / HO-.
Ecrire les demi-équations acido-basiques associées à chacun de ces couples.
C2H5O COOH = C2H5O COO- +H+ ; H2O = HO- +H+.
Détermination de la teneur en acide lactique dans le lait.
L'utilisation d'un indicateur coloré a permis à l'étudiant de repérer l'équivalence du dosage. Il note le volume de solution d'hydroxyde de sodium versé à l'équivalence VBE = 6,8 mL.
En utilisant l'équation de la réaction de dosage, montrer qu'à l'équivalence CAVA = CB VBE, CA étant la concentration molaire en acide lactique dans le lait.
Les nombres stoechiométriques situés devant les réactifs sont égaux à 1 : les quantités de matière d'acide lactique et d'hydroxyde de sodium sont donc égaux à l'équivalence.
Une quantité de matière est égale à un volume ( L) fois une concentration molaire ( mol/L).
n( acide lactique) = CAVA ;  n( soude) = CB VBE, par suite : CAVA = CB VBE.
Vérifier en posant le calcul que CA = 1,7 10-2 mol.
CA = CB VBE / VA= 5,0 10-2*6,8 / 20,0 = 0,017 mol/L.
Calculer la masse d'acide lactique contenue dans 1 L de lait et conclure.
Quantité de matière d'acide lactique dans 1 L de lait : n = 0,017 mol.
Masse d'acide lactique : m= nMA = 0,017*90 =1,53 ~1,5 g, valeur inférieure à 1,8 g : le lait est donc consommable.


Triglycérides.
Formule brute du cholestérol : C27H46O ; C : 12 ; H : 1 ; O : 16 g/mol.
La prise de sang de l'étudiant révèle une masse de cholestérol de 2,82 g/L de sang.
Calculer la masse molaire du cholestérol.
M =12*27 +46 +16 = 386 g/mol.
Calculer la quantité de matière de cholestérol présente dans 1 L de sang.
n = m /M =2,82 / 386 =7,3 10-3 mol dans 1 L.
Le taux de cholestérol normal d'un individu doit être compris entre 3,9 10-3 mol/L et 5,2 10-3 mol/L.
Le taux de cholestérol de l'étudiant est-il inquiétant ? Justifier.
7,3 10-3 mol /L est bien supérieur au taux maximal 5,2 10-3 mol/L : le taux de cholestérol de l'étudiant est donc inquiétant.
Le médecin conseille à l'étudiant de surveiller son alimentation lorsqu'il sera complétement rétabli. L'étudiant devra normalement limiter les apports en graisses et privilégier les triglycérides d'acides gras saturés.
Acide oléïque : CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7- COOH ; acide palmitique : CH3-(CH2)14-COOH.
Lequel de ces deusx acides est saturé ? Expliciter la réponse.
L'acide oléïque compte une double liaison C=C, il est insaturé ; l'acide palmitique ne compte aucune double liaison C=C : il est saturé.
Donner la définition d'un triglycéride
Un triglycéride est un triester obtenu à partir du glycérol et d'acide gras.
Compléter l'équation de la réaction de synthèse de l'oléIne et nommer l'espèce A.

A est le glycérol.



Prise de sang et perfusion.
Données : 1 cm de mercure correpond à 1333 Pa ; pression atmosphérique : P0 = 101 300 Pa.
Le médecin mesure la tension artérielle de l'étudiant. Il lit une tension maximale de 11 cm de mercure et une tension minimale de 8 cm de mercure.
Parmi les propositions suivantes, choisir la relation qui permet de calculer la tension artérielle T en un point de l'appareil circulatoire.
T = P0-Partérielle ; T = Partérielle ; T =Partérielle -P0.
Convertir  la tension artérielle maximale de l'étudiant en pascals.
11*1333 =1,466 104 ~1,5 104 Pa.
  Vérifier en posant le calcul, que la pression maximale du sang dans les artères est environ 1,16 105 Pa.
Partérielle = P0 + T = 101 300 + 1,466 104 ~1,16 105 Pa.
Pour traiter l'étudiant, le médecin propose une perfusion intraveineuse. l'infirmier accroche la poche de solution à perfuser à une patère ; il indique que l'étudiant ne doit pas déplacer cette poche. la surface libre du liquide se trouve au point A et l'aiguille au point B.

Données : loi fondamentale de la statique des fluides Dp = pB-pA = r g h.
Pour la solution à perfuser r = 1050 S.I et g = 9,8 N / kg.
Nommer les grandeurs r, g et h et donner les unités.
r : masse volumique du liquide de la perfusion en kg m-3 ; h : différence de hauteur entre A et B exprimée en mètre.
la différence de pression Dp doit être au moins égale à la tension veineuse soit 8000 Pa.
Calculer la hauteur minimale h pour que le liquide de la perfusion pénètre dans la veine.
h = Dp / ( r g )= 8000/(9,8*1050)= 0,78 m.
Afin de faire un bilan de santé, le médecin réalise une prise de sang. Il remplit un flacon de volume V = 10 mL de sang en une durée Dt = 1 min.
Définir le débit volumique.
Le débit volumique est le volume ( m3) de sang s'écoulant en une seconde dans une section droite de la veine.
Calculer le débit volumique D en m3 /s. 1 mL = 10-6 m3.
V=10 mL = 10*10-6 m3 = 10-5 m3  ; Dt = 1 min.= 60 s.
D = V / Dt = 10-5 / 60 =1,667 10-7 ~1,7 10-7m3 s-1.
Sachant que la section S du flacon est égale à 1,0 10-4 m2, calculer en unité SI la vitesse d'écoulement v du sang lors de la prise de sang.
On donne la relation entre le débit et la vitesse d'écoulement D = S v.
v = D / S =1,667 10-7 / 1,0 10-4= 1,667 10-3 ~ 1,7 10-3 / m s-1.





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