Les
premiers savons, le glucose, datation des acides a-aminés, ondes.
Bac St2S
2014
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Les
premiers savons.
L'huile d'olive est constituée de triglycérides, dont l'oléine de
formule donnée ci-dessous.
Définir
un triglycéride.
Un triglycéride est un triester obtenu à partir du glycérol et d'acides
gras.
Entourer
et nommer les groupes caractéristiques présents dans l'oléine.
L'acide gras qui conduit à l'oléne est l'acide oléique de formule C17H33-COOH.
S'agit-il d'un acide gras saturé ou insaturé ? Justifier.
Un acide gras saturé comptant 17 atomes de carbone dans la chaine
carbonée doit posséder 17*2+2 = 36 atomes d'hydrogène. Or l'acide
oléique ne compte que 34 atomes d'hydrogène : ce dernier est donc
insaturé.
Les premiers savons
étaient fabriqués à partir d'huile d'olive et de soude
végétale. L'équation de synthèse de ce savon est :
Quel
est le nom associé à cette réaction ? Cette réaction est-elle totale
?
La saponification ou hydrolyse basique d'un triglycéride est totale.
Un des produits formés est le glycérol.
Identifier
le glycérol. HOCH 2-CHOH-CH 2OH.
Pour synthétiser un savon, on utilise n = 20 moles d'oléine.
Montrer
que l'on peut obtenir 60 moles de savon.
Les nombres stoechiométriques de l'équation
ci-dessus indique qu'à partir d'une mole d'oléine on peut obtenir trois
moles de savon.
n(savon) = 3 n(oléine) = 3*20 = 60 moles.
En
déduire la masse de savon obtenu.
M(savon) = M(C18H33O2Na)
=18*12+33+2*16+23=304 g/mol.
m= n(savon) *M(savon) = 60 *304 =18240 g ~18 kg.
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Il
est possible de synthétiser les savons au laboratoire grâce à un
dispositif de chauffage à reflux.
Nommer
la verrerie A parmi la liste suivante : chauffe-ballon, réfrigérant, burette. Quel est son rôle ?
Le réfrigérant à eau permet de condenser les vapeurs qui se dégagent du
ballon. Celles-ci retombent dans le milieu réactionnel.
Les qualités détergentes du savon proviennet des propriétés de l'ion
oléate C17H33-COO-.
Identifier
les parties hydrophile et hydrophobe.
La partie hydrophobe est C17H33
et la partie hydrophile est -COO-.
Les propriétés détergentes du savon peuvent être diminuées selon la
nature de l'eau.
Choisir
parmi les eaux suivantes celle(s) qui rendent le savon peu efficace
: eau distillée, eau salée, eau sucrée.
Le savon est le plus efficace dans l'eau distillée.
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Le
glucose.
Le glucose est un sucre réducteur de formule semi-développée :
Un réducteur est une espèce chimique :
a) pouvant être oxydée ; b) pouvant être réduite ; c) pouvant perdre
des électrons ; d) pouvant gagner des électrons.
Recopier
la phrase en choisissant la ()les bonne(s) réponse(s).
Un réducteur est une espèce chimique qui peut s'oxyder en perdant des
électrons.
Le caractère réducteur du glucose est dû au groupe caractéristique
encadré. Nommer
ce groupe.
Le groupe carbonyle des aldehydes est encadré.
Décrire
le test à la liqueur de Fehling permettant de mettre en évidence le
groupe encadré.
En présence de glucose réducteur, la liqueur de Fehling
bleue, conduit à chaud, à un précipité rouge brique.
Les boissons contiennent des édulcorants. L'étiquette indique la
concentration massique en aspartame cm = 0,50
g/L.
Quelle
masse d'aspartame consomme-t-on en buvant V = 0,50 L de cette boisson ?
½cm = 0,25 g =
250 mg.
La dose journalièe admissible (DJA) de l'aspartame est de 40
mg/kg da masse corporelle.
Une
personne de 60 kg dépasse-t-elle la DJA en buvant 0,50 L de cette
boisson ? Justifier.
½cm / masse de
l'enfant = 250 /60 = 2400 mg ~ 4,2 mg / kg. La DJA n'est pas atteinte.
Datation
des acides a-aminés.
Chez les êtres vivants, les acides a-aminés se
trouvent dans la configuration L. Après leur mort la proportion des
acides aminés en configuration L ou D s'équilibre. On peut ainsi dater
la mort de l'être vivant.
L'alanine (Ala) est un acide a-aminé synthétisé par l'organisme humain
de formule donnée ci-dessous.
Justifier
le fait que l'alanine appartienne à la famille des acides a-aminés.
L'alanine possède un groupe amine et un groupe carboxyle porté par le
même atome de carbone.
Indiquer
le ( les) atome(s) de carbone asymétrique(s). En déduire si la molécule
est chirale.
Une molécule possèdant un atome de carbone asymétrique est chirale.
Donner
une représentation de Fischer de la L alanine.
La L-alanine et la D-alanine sont énantiomères. Parmi les
propositions suivantes, indiquer celles qui sont exactes.
a) Elles sont images l'une et l'autre dans un miroir. Vrai.
b) Elles
ne sont pas images l'une et l'autre dans un miroir. Faux.
c) Elles sont superposables. Faux.
d) Elles ne sont pas superposables. Vrai.
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La
datation au carbone 14.
Chez les êtres vivants, le carbone se trouve sous différentes formes
isotopiques dont l'une est satble 126C
et une autre instable, le carbone 14 146C.
Décrire
la constitution des noyaux de carbone 12 et du carbone 14.
126C : le
noyau compte 6 protons et 12-6 = 6 neutrons. 146C
: le noyau compte 6 protons et 14-6 = 8 neutrons.
Définir
le terme isotope.
Des isotopes ne diffèrent que par leur nombre de neutrons. Ils ont le
même numéro atomique.
L'équation de la désintégration du noyau de carbone 14 est de la forme
: 146C.
---> baX
+ 147N.
Identifier
la particule baX.
Conservation du nombre de nucléons : 14 = b+14 , d'où b = 0 ;
conservation de la chrge : 6 = a+7 d'où a = -1.
146C.
---> 0-1e
+ 147N.
La
demi-vie du carbone 14 est t½ = 5600 ans. La
datation au carbone 14 de quelques tissus organiques montre que
l'individu est mort il y a environ 4500 ans.
Définir
la demi-vie radioactive.
La demi-vie radioactive est la durée au bout de laquelle l'activité
initiale est divisée par 2.
L'activité du carbone 14 chez un être vivant reste la même durant toute
sa vie : elle vaut 13,6 désintégrations par minute.
Définir
l'activité d'un échantillon radioactif et montrer que l'activité du
carbone 14 est A0 = 0,23 Bq.
L'activité est le nombre de désintégrations par seconde. A0
= 13,6 / 60 = 0,227 ~0,23 Bq.
A la mort de la personne, la quantité de carbone 14 présent dans
l'organisme diminue. L'activité mesurée par les archéologues est de
0,13 Bq.
Vérifier
graphiquement que l'individu est mort il y a 4500 ans.
L'examen
aux rayons X ( révélant une pointe de silex d'une flèche ayant
transpercé l'omoplate ) et l'analyse du corps par les médecins
légistes,on montré que l'individu a été frappé de dos,de haut en bas,à
une distance de 30 à 40 m. On donne ci-dessous un diagramme incomplet
des domaines des ondes électromagnétiques.
Quelle
est la grandeur physique représentée par l
? La longueur d'onde.
Parmi
les valeurs ci-dessous, choisir celles qui correspondent aux positions
1 et 2. 200 nm ; 400 nm ; 600 nm ; 800 nm.
1 correspond à 400 nm et 2 à 800 nm.
Le
domaine des rayons X se situe-t-il en A ou en B ?
Les rayons X se situent vers les faibles longueurs d'onde, c'est à dire
en A.
Un rayonnement X a une fréquence v
= 1,5 1018 Hz. L’énergie du photon à cette
fréquence est donnée par la relation :E = h v.
Calculer
l’énergie associée à ce photon. Préciser l’unité. On donne
la constante de Planck : h=6,62 10−34 J.s.
E = 6,62 10-34 * 1,5 1018
=9,9 10-16 J.
Citer
un effet des rayons X sur le corps humain.
Une exposition trop importante aux rayons X peut provoquer des cancers.
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