TP 20 Préparation d une boisson isotonique pour le sport Chimie

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1 TP 20 Préparation d une boisson isotonique pour le sport Chimie Pfff... J ai plus de jus! Moi, grâce à ma potion isotonique je suis toujours en forme! Mission : Écrire 2 recettes, permettant de préparer facilement et pour pas cher une boisson pour le sport à la maison. 1 ère recette : en utilisant du sucre en poudre (saccharose) 2 ème recette : en utilisant un sirop du commerce. Question préliminaire : 1) Quels sont les principaux ingrédients d une solution isotonique? Préciser leur rôle. Eau hydratation pour compenser la perte par transpiration Minéraux (sodium) perte par la transpiration. Nécessaires au bon fonctionnement des cellules. Sucres apport d énergie pour le fonctionnement des cellules musculaires. 1 ère recette : Préparation d une boisson isotonique à partir de sucre en poudre 2) Comment s appelle ce mode de préparation en chimie? Dissolution 3) Établir le protocole détaillé permettant de réaliser avec précision V = 50,0 ml de boisson isotonique à partir de sucre en poudre (saccharose) et de sel (chlorure de sodium). ANA Calculer les masses de sucre et de sel nécessaires. REA Calc

2 4) Réécrire plus simplement la recette permettant de réaliser 1 L de cette solution isotonique à la maison avec les ustensiles de la cuisine (conservation : 24h au réfrigérateur). 5) Que vaut la concentration massique Cm en saccharose de cette boisson?

3 2 ème recette : Préparation d une solution isotonique à partir d'un sirop du commerce 6) Que doit-on faire pour préparer une boisson isotonique à partir d un sirop de commerce. Comment d appelle ce procédé en chimie? Ajouter de l eau car le sirop est trop concentré en sucre dilution 7) Établir le protocole détaillé permettant de réaliser avec précision V = 100,0 ml d une boisson isotonique à partir du sirop du commerce. ANA Calculer le volume Vo de sirop à prélever. REA Calc

4 8) Réécrire plus simplement la recette permettant de réaliser 1 L de cette solution isotonique à la maison avec les ustensiles de la cuisine (conservation : 24 h au réfrigérateur) 9) Quelle est la concentration massique Cm en fructose/glucose de la boisson ainsi préparée? Quelle autre boisson peut-on conseiller pour le sport? 10) Parmi les boissons du document 6, laquelle ou lesquelles sont-elles adaptée(s) à la pratique sportive? Justifier précisément. Il faut déterminer les concentrations massiques à partir des étiquettes qui donnent les masses de sucre pour 100 ou 250 ml : Masse de sucre Cm = m/v (en g/l) Coca Powerade Redbull m = 10,6 g m = 3,9 g m = 27 g pour V = 100 ml pour V = 100 ml pour V = 250 ml Powerade OK pour le sport. Les autres boissons sont bien trop concentrées en sucre. Le redbull contient en plus des substances non recommandées voir exo livre 11) Déterminer la masse de sucre dans une canette de coca de 33 cl. 12) À combien de morceaux de sucre cela correspond-il? (m 1 sucre 6 g)

5 Pour en savoir plus : Site sport passion : DOCUMENTS Document 1 : Données Formules chimiques : saccharose chlorure de sodium glucose ou fructose C 12 H 22 O 11 NaCl C 6 H 12 O 6 Masses molaires atomiques : M Na = 23,0 g.mol -1 M Cl = 35,5 g.mol -1 M H = 1,00 g.mol -1 M C = 12,0 g.mol -1 M O = 16,0 g.mol -1 Document 2 : Composition d un sirop Eau, colorants, arômes Sucres : glucose ou fructose à la concentration molaire C 0 4, 3 mol/l Document 3 : Besoin de l organisme pendant un effort sportif Lors de la pratique d un sport, le corps produit davantage de chaleur du fait des contractions musculaires et celle-ci doit être évacuée par le phénomène de transpiration. Toute l eau perdue pendant et après la pratique du sport doit être compensée pour conserver un niveau de performance optimal. La déshydratation peut engendrer la sensation de soif, de la fatigue, des crampes, une baisse des capacités physiques et dans les cas les plus sérieux des malaises, confusions mentales et pertes de connaissance. Mais le corps ne perd pas que de l eau. La sueur contient un élément essentiel au fonctionnement de l organisme : le sodium. Par ailleurs, les glucides sont indispensables au sportif : ils constituent la source principale d énergie pour les muscles. En effet notre organisme utilise comme carburant à la fois les graisses (lipides stockés dans les tissus adipeux) et les sucres (glucides stockés sous forme de glycogène dans les muscles). Mais la dégradation des graisses étant un processus peu efficace, c est l utilisation des glucides qui prend le dessus dans les efforts intensifs. Document 4 : Qu'est-ce qu'une boisson isotonique? Une boisson est dite isotonique lorsque sa densité est proche de celle du sang. Cette propriété permet de rendre optimale l absorption de ses composés au niveau de l intestin. Ainsi, l hydratation et l apport d énergie et de minéraux est plus efficace. Une boisson trop dense ou trop peu dense, comme l eau pure, pourrait conduire au contraire à une déshydratation. Composition d'une solution isotonique : eau, sucre, sel. Concentration molaire en sel (NaCl) : environ 0,01 mol/l Concentration molaire en sucre : 0,088 mol/l si le sucre est du saccharose (C 12 H 22 O 11 ) 0,17 mol/l si le sucre est du fructose ou du glucose (C 6 H 12 O 6 )

6 Document 5 : Rappels : principe d'une dilution n 0 : quantité de matière de soluté prélevé : n 0 = C 0 V 0 n : quantité de matière de soluté dans la solution fille : n = C V Quand on réalise une dilution, on ne modifie pas la quantité de matière. Donc n 0 = n => C 0 V 0 = C V Document 6 : Quelques boissons du commerce Pour 100 ml : Pour une canette de 250 ml : Sucre (saccharose, glucose) : 27 g Caféine : 80 mg Taurine : 1000 mg D-glucuronolactone : 600 mg Acide nicotinique : 20 mg Vitamine B6 : 5 mg Acide pantothenique : 5 mg Vitamine B12 : mg

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