Contrôle commun n 4. Doc. 1 : spectre d'absorption du filtrat de macaron. Doc. 2 : spectre d'absorption de différents colorants

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1 DS4 p. 1 Contrôle commun n 4 I. Etude d'un colorant agroalimentaire : Un macaron est coloré au rouge Ponceau. On désire savoir si le abricant respecte la législation en vigueur sur l utilisation des colorants. Le macaron de masse m = 15,0 g est lyophilisé puis réduit en poudre dans un mortier. près dissolution dans l eau et iltration sur Büchner, on obtient 25,0 ml de iltrat. On considère que la totalité du rouge Ponceau est récupérée dans cette solution aqueuse. Doc. 1 : spectre d'absorption du iltrat de macaron Doc. 2 : spectre d'absorption de diérents colorants

2 DS4 p. 2 Doc. 3 : réglementation rançaise sur diérents colorants Colorant Réglementation rançaise DJ* E124 autorisé 0,7 E123 interdit Précisions mentionner au consommateur "peut avoir des eets indésirables sur l activité et l attention des enants" 50 mg par kg d aliment au maximum E102 autorisé 7,5 mentionner au consommateur "peut avoir des eets indésirables sur l activité et l attention des enants" E131 autorisé 2,5 DJ* : Dose journalière autorisée (en mg/kg de masse corporelle) 1. Questions préliminaires : a. D après son nom le colorant semble rouge. Cette airmation est-elle en accord avec le document 1? Justiier. u centre : longueur d onde du maximum d absorption l extérieur : couleur observée b. l aide des documents, justiier sous quelle dénomination on a réérencé le rouge Ponceau. Les colorants alimentaires sont généralement désignés par la lettre E, suivie d un nombre. 2. Loi de Beer-Lambert : a. Ecrire une expression littérale de la loi de Beer-Lambert et nommer chaque grandeur. près avoir abriqué une gamme de solutions étalons contenant ce colorant, on mesure leur absorbance à la longueur d onde λ = 510 nm : C m (mg/l) ,41 0,82 1,23 1,64 On mesure ensuite, dans les mêmes conditions, l'absorbance du iltrat et on trouve = 0,94 avec λ = 510 nm. b. La courbe = (C m ) (où C m est la concentration massique de la solution) est une onction linéaire. Déterminer la concentration massique C m en rouge Ponceau du iltrat par la méthode de votre choix. Justiier soigneusement. c. Calculer la concentration molaire C en rouge Ponceau du iltrat. Donnée : masse molaire du rouge Ponceau : M = 604 g/mol. 3. Conclusion : La législation impose de ne pas dépasser 50 mg de rouge Ponceau par kilogramme d aliment. Préciser si la législation est respectée pour le rouge Ponceau dans le cas du macaron (Tout début de raisonnement sera valorisé).

3 DS4 p. 3 II. Helicobacter pylori - une bactérie qui résiste aux milieux très acides : La bactérie Helicobacter pylori (H. pylori) est responsable d'ulcères d'estomac chez l'être humain. Jusqu'à une date récente, on pensait que les bactéries ne pouvaient survivre dans l'estomac, à cause de sa très orte acidité. Des études ont montré que H. pylori résiste à cette acidité en produisant de l'ammoniac ( NH 3 ). Doc. 1' : Bactérie Héliobacter pylori Doc. 2' : modiication locale du ph stomacal 1. On prépare une solution en introduisant une quantité n=5, mol d'ammoniac dans un iole jaugée de volume V = 200 ml. Le ph de la solution obtenue est de 10,8. a. Ecrire l'équation de la réaction entre la base NH 3 et l'eau et construire son tableau d'avancement en notant x l'avancement inal de la réaction. b. l'aide de la valeur du ph, déterminer la concentration en ions hydroxyde dans la solution puis la valeur de l'avancement inal x de la réaction. c. Montrer que l'ammoniac est une base aible. d. Vériier que les résultats de la mesure sont compatibles avec la valeur du pk a égale à 9,2 pour le couple NH 4 + / NH H. pylori secrète une enzyme, l'uréase, qui catalyse la réaction de l'urée H 2 N CO NH 2 avec l'eau pour produire de l'ammoniac NH 3 et du dioxyde de carbone CO 2. Ecrire l'équation de cette réaction. 3. Le contenu de l'estomac est un milieu très acide qui peut être considéré comme une solution d'acide chlorhydrique de concentration initiale c = 10 mmol/l. a. Expliquer comment réaliser en laboratoire 50 ml d une solution d acide chlorhydrique de concentration c = 10 mmol/l à partir d une solution mère de concentration c 0 = 0,05 mol/l. b. Sachant que l'acide chlorhydrique est un acide ort, calculer le ph de l estomac. c. ce ph, quelle espèce chimique du couple NH 4 + /NH 3 prédomine? justiier la réponse. d. Dans l'estomac, l'ammoniac réagit avec les ions H 3 O +. Ecrire l équation de la réaction. e. Quelle est la conséquence de la sécrétion d'ammoniac par la bactérie H. pylori sur le ph de la solution autour d'elle?

4 DS4 p. 4 I. : Correction DS n 4

5 NOM : Correction et barème DC n 4 Décembre 2017 EXERCICE 1 / 7 Question Éléments de correction 1.a Doc : 1 : max d absorbance à 510 nm D après le diagramme des couleurs complémentaires, la solution absorbant vers 510 nm parait rouge. Barème Points 1.b La courbe du doc 2 qui coïncide avec celle du doc 1 (même max ) est celle du colorant E124 2.a : absorbance de la solution (sans unité) 1 1 ε : coeicient d'extinction molaire (en L.mol.cm ) l c l : largeur de la cuve (en cm) 1 c : concentration de l'espèce absorbante (en mol.l ) 2.b On obtient une droite d équation 41c m RP 0, On en déduit que cm 2,3 10 g.l 23 mg.l RP ,0 On peut trouver ce résultat également par une méthode graphique sans calcul de coeicient directeur 2.c c 2 mrp 2, c 3,8 10 mol.l RP M Masse de rouge Ponceau dans les 25 ml de iltrat : m c V 2, ,8 10 g RP mrp Masse de rouge Ponceau dans 1 kg de macarons : 1 macaron a une masse de 15g, donc 1 kg de macarons, on a 1000 mrp 2 m g 38 mg RP tot 15 m 50 mg : la législation est respectée RP tot EXERCICE 2 / 13 Question Éléments de correction Barème Points 1.a NH / NH : NH H NH H O / HO : H O HO H 2 2 NH H O NH HO aq l aq aq Tableau d avancement 1.b K K 10 HO 6,31 10 mol.l 14 e e 4 1 ph 10,8 HO x n HO HO V 6, ,200 1, mol

6 1.c 4 n NH 3 n 5,00 10 mol i x x 1,26 10 mol 4 donc l ammoniac est une base aible 1.d On sait que 2. 4 n : la réaction n est pas totale NH3 NH ph pk log, soit pk ph log NH NH 3 4 NH3 n x V n x NH 3 n x donc log log 1,59 NH 4 x V x NH4 x NH3 ph log 9,2 et pk 9,2 NH 4 Les résultats de la mesure sont bien compatibles avec la valeur du pk H2N CO NH2 H2O 2 NH3 CO 2 l 2,0 3.a Lors d une dilution, la quantité de matière reste inchangée : c V c0 V0 c V V0 0,010 L 10 ml c 0 l aide d une pipette jaugée de 10 ml, prélever 10 ml de la solution mère de concentration c 0, Les introduire dans une iole jaugée de 50 ml, jouter de l eau distillée aux 2/3, agiter, Compléter d eau distillée jusqu au trait de jauge. 3.b ph log H 3O L acide chlorhydrique a réagit totalement donc Donc ph logc 2,0 H 3O c 3.c Tracé du diagramme de prédominance 3.d ph 2,0 et pk 9,2 : ph pk, c est donc l espèce acide du couple qui prédomine, c est-à-dire NH 4. NH / NH : NH H NH H O / H O : H O H O H NH H O NH H O aq aq aq l 3.e La sécrétion d ammoniac par la bactérie provoque une réaction acido-basique avec les ions oxonium de l estomac : la concentration en ions oxonium diminuant, le ph de l estomac augmente.