Rendre le sujet en entier à l issue du devoir

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1 Prof : MONDOT Durée : 1 H Date : Mercredi 23 Mars 2016 Nombre d exemplaires : 35 Consignes à lire attentivement Répondre sur feuille copie double Faire un effort de présentation Rendre le sujet en entier à l issue du devoir La calculatrice est autorisée 1 point de pénalité sera attribué pour chaque consigne non respectée Evaluation des compétences transversales Mobiliser les Connaissances. Présenter des résultats d expériences, Appliquer les méthodes : réaliser un tableau, un graphique, des calculs, étude statistique, écriture scientifique. Raisonner: Exploiter des documents, des résultats d expériences, résoudre un problème, avoir un sens critique. S Exprimer, communiquer dans un langage scientifiquement approprié à l oral ou à l écrit, effectuer un bilan d expérience(s). C A R E Exercice I : Extraction et identification de l eugénol Originaire d'indonésie, le girofle est connu pour ses nombreux bienfaits. Il est anti-inflammatoire et apaise les douleurs musculaires. Mais c'est aussi un très bon anesthésiant local et un antiseptique efficace. Le girofle agit également contre les bactéries, les microbes et les virus. C est l eugénol, son principe actif, qui dégage cette odeur si caractéristique du cabinet du dentiste Derrière sa réputation d antiseptique, le clou de girofle cache d autres vertus contre la douleur, l inflammation et les spasmes. Le clou de girofle est un bouton floral séché qui contient une grande quantité d huile essentielle très riche en eugénol et en acétyleugénol. Page 1 sur 5

2 Données : Solubilité Nom Formule Dans l eau Dans l eau salée Dans l éther Eugénol Peu In Très Acétyleugénol Peu In Très Chlorure de sodium ou sel NaCl Très in Densité de l eau : d eau = 1 Éther : solvant organique non miscible à l eau de densité d E = 0,71 L extraction de l eugénol du clou de girofle nécessite plusieurs étapes. 1 - Première étape De la poudre de clou de girofle est introduite dans un ballon, avec 250 ml d eau distillée et quelques grains de pierre ponce. Le ballon est ensuite placé dans le montage suivant : 2 - Deuxième étape : le relargage Le distillat obtenu est une émulsion d huile essentielle du clou de girofle et d eau. On y ajoute du chlorure de sodium solide. On agite jusqu à dissolution complète du sel. On laisse décanter. 3 - Troisième étape : extraction liquide liquide Le mélange précédent est introduit dans une ampoule à décanter avec 30 ml d éther. On agite et on laisse décanter. 4 - Quatrième étape : séparation de l eugénol et de l acétyleugénol La phase organique récupérée à l étape précédente contient un mélange d eugénol et d acétyleugénol dans l éther. Cette solution organique est à nouveau mise dans une ampoule à décanter, avec une solution aqueuse d hydroxyde de sodium de concentration 2 mol.l -1. On agite, on laisse décanter et on récupère la phase aqueuse. La phase organique restante est lavée encore deux fois par la solution d hydroxyde de sodium. Les phases aqueuses sont rassemblées dans un bécher propre. Page 2 sur 5

3 Identification de l eugénol Une analyse qualitative de l eugénol extrait est réalisée par chromatographie sur couche mince. On dépose, sur une plaque, une goutte d eugénol commercial (EC), une goutte d acétyleugénol commercial (AC) et une goutte d eugénol extrait (EE). On observe, après élution et révélation, le chromatogramme ci-dessous. Exercice I 1- Le clou de girofle est connu pour ses vertus antiseptique et antalgique. Expliquer ces termes. 2- Redessiner les molécules d eugénol et d acétyleugénol. Sous quelle représentation sont-elles ici schématisées? 3- Entourer, puis nommer les groupes fonctionnels contenus dans chacune des molécules étudiées. 4- Ecrire la formule brute de l eugénol sachant que dans le cycle, chaque sommet est occupé par un carbone et que celui-ci possède toujours 4 liaisons (les hydrogènes n y sont pas représentés). 5- Le montage d hydro-distillation montre quatre chiffres pour légende. Donner un nom pour chacun. 6- A votre avis, pourquoi rajoute-t-on du sel dans le distillat de l étape 2? 7- Que signifient les pictogrammes associés au solvant Ether dans le tableau de données? 8- Justifier l emploi de l éther comme solvant pour l extraction liquide-liquide de l eugénol. 9- Dessiner et légender le schéma de l ampoule à décanter obtenue au final. 10- Interpréter le chromatogramme obtenu et en déduire l efficacité de l étape 4. Exercice II : Question de cerveau Au cours d une séance de travaux pratiques, un élève dispose du matériel suivant : - un émetteur d ultrasons E et son alimentation électrique ; - deux récepteurs d ultrasons R 1 et R 2 ; - un oscilloscope; - une règle graduée. L émetteur E génère une onde ultrasonore progressive sinusoïdale comme le montre l oscillogramme obtenu suivant : Figure 1 Page 3 sur 5

4 L échogramme du cerveau. Une sonde, jouant le rôle d émetteur et de récepteur, envoie une impulsion ultrasonore de faible durée et de faible puissance en direction du crâne d un patient. L onde sonore pénètre dans le crâne, s y propage et s y réfléchit chaque fois qu elle change de milieu. Les signaux réfléchis génèrent des échos qui, au retour sur la sonde, y engendrent une tension électrique très brève. Un oscilloscope relié à la sonde permet la détection à la fois de l impulsion émettrice et des divers échos. L oscillogramme obtenu sur un patient permet de tracer l échogramme ci-dessous : les tensions électriques étant redressées, seule la partie positive de celles-ci est envoyée sur l oscilloscope ; la durée d émission de l impulsion étant très brève ainsi que celle des échos, on observe sur l écran des pics verticaux : P 0, P 1, P 2, P 3. Figure 2 P 0 correspond à l émission à l instant de date t = 0 s de l impulsion ; P 1 à l écho dû à la réflexion sur la surface externe de l hémisphère gauche (G sur le schéma) ; P 2 à l écho sur la surface de séparation des deux hémisphères ; P 3 à l écho sur la surface interne de l hémisphère droit (D sur le schéma). Donnée : La célérité des ultrasons dans les hémisphères est v = 1500 m.s -1. Exercice II 1- Définir les propriétés d une onde ultrasonore. 2- Déduire de l oscillogramme figure 1, la période T de l onde ultrasonore émise par l émetteur. Expliquer la méthode. 3- En déduire la fréquence f avec 2 chiffres significatifs et son unité appropriée. 4- Déduire l amplitude de la tension obtenue sur l oscillogramme figure 1. Expliquer la mesure. 5- Déduire de l échogramme figure 2, la profondeur L en centimètre de l hémisphère cérébrale du patient. Justifier la réponse. Donner le résultat dans le système d unité internationale avec l écriture scientifique et trois chiffres significatifs. Page 4 sur 5

5 FICHE EVALUATION PROF. NOM ELEVE : Exercice I Exercice II BILAN Commentaire Nombre d étoiles Nombres d étoiles acquises Niveau de compétence Note Page 5 sur 5

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