TERMINALES S1, S2, S3, S4 Vendredi 12 Décembre DEVOIR SURVEILLÉ SCIENCES PHYSIQUES Durée : 2 heures NE RENDEZ PAS LE SUJET, CONSERVEZ-LE

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Marie-Hélène Lafontaine
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1 TERMINALES S1, S2, S3, S4 Vendredi 12 Décembre 2014 DEVOIR SURVEILLÉ SCIENCES PHYSIQUES Durée : 2 heures Toutes les réponses doivent être correctement rédigées et justifiées. Vous traiterez chaque exercice sur une copie indépendante. Ce sujet comporte 6 pages dont 1 d annexe. L'usage de la calculatrice est autorisé Le barème donné est à titre indicatif et pourra être très légèrement modifié. NE RENDEZ PAS LE SUJET, CONSERVEZ-LE EXERCICE I : L EAU DE JAVEL (5,5 pts) EXERCICE II : LA VITAMINE C (5,25 pts) -1-

2 -2-

3 -3-

4 II) LA VITAMINE C (5,25 pts) A la fin du XVI e siècle, beaucoup de marins succombaient au scorbut. Cette mortalité était due à une carence en vitamine C aussi appelée «acide ascorbique». Il s agit d un acide organique ayant entre autres des propriétés anti-oxydantes. Il est présent dans les citrons, les jus de fruits et les légumes frais. Le nom «ascorbique» vient du préfixe grec a (privatif) et de scorbut, signifiant littéralement anti-scorbut. La première partie est une présentation de l acide ascorbique. Dans une deuxième partie, nous verrons une méthode de titrage d un comprimé de vitamine C. 1. Molécule d'acide ascorbique La formule semi-développée de l'acide ascorbique est la suivante : Les propriétés acido-basiques de cette molécule sont dues à l'hydrogène du groupe caractéristique entouré par un cercle. Cette molécule possède d'autres groupes caractéristiques. Nommer les groupes caractéristiques encadrés et notés (1) et (2) dans la formule de l'acide ascorbique. 2. Titrage de l acide ascorbique La vitamine C, ou acide ascorbique, est vendue en comprimés. Le dosage ci-dessous vise à déterminer la masse m de vitamine C présente dans un comprimé. Données à 25 C : Masse molaire de l'acide ascorbique : 176 g.mol -1 ; pk A = 4,1 ; Masse théorique d'acide ascorbique dans un comprimé : 500 mg d'après le fabricant. indicateur coloré teinte acide zone de virage teinte basique rouge de méthyle rouge 4,2-6,2 jaune rouge de crésol jaune 7,2-8,8 rouge hélianthine rouge 3,1-4,4 jaune -4-

5 Le comprimé écrasé est dissous dans un peu d'eau dans un bécher. Le contenu du bécher est transvasé dans une fiole jaugée de volume V = 100,0 ml. On complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, la solution obtenue est notée S. On prélève un volume V A = 10,0 ml de la solution S, on le verse dans un bécher et on ajoute 20 ml d'eau distillée. Le dosage ph-métrique par une solution d'hydroxyde de sodium (Na + (aq) + HO (aq)) de concentration C B = 2, mol.l -1 donne les résultats présentés dans le document en annexe à rendre avec la copie. L'acide ascorbique est représenté par la formule simplifiée AH Écrire l'équation de la réaction support du titrage Définir par une phrase l'équivalence d un dosage Déduire du graphe les coordonnées du point d'équivalence par deux méthodes différentes Quelle est l espèce chimique prédominante du couple de l acide ascorbique à l'équivalence? 2.5. Déterminer la concentration molaire C A en acide ascorbique de la solution S En déduire la masse m de vitamine C contenue dans un comprimé. Ce résultat est-il en accord avec la valeur indiquée par le fabricant? 2.7. Un élève veut refaire le dosage sans utiliser de ph-mètre. Il réalise un dosage colorimétrique Quel est le rôle de l'indicateur coloré? Lequel doit-il choisir parmi ceux proposés? Justifier. 3. Autre méthode de titrage : titrage conductimétrique On envisage d effectuer le titrage conductimétrique d une solution S d acide ascorbique par une solution d hydroxyde de sodium Etablir les relations donnant la conductivité de la solution avant et après l'équivalence Deux allures de courbe modélisant ce titrage sont proposées ci-dessous. En justifiant, choisir quelle courbe peut correspondre au dosage en question. Données : conductivités molaires ioniques à 25 C en ms.m 2.mol -1 (HO - ) = 19,8 ; (Na + ) = 5,01 ; (ion ascorbate A - ) = 2,5 Allures de courbes de titrages conductimétriques -5-

6 Annexe à rendre avec la copie de l exercice concerné NOM :. Prénom :. Classe : ANNEXE DE L EXERCICE I Diagramme de distribution Annexe à rendre avec la copie de l exercice concerné NOM :. Prénom :. Classe : ANNEXE DE L EXERCICE II -6-

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