Sujet 3 - Physique et Chimie
L'usage des instruments de calcul n'est pas autorisé. Le sujet comporte 6 pages.
... C17H31 ? COO ? CH2 | C17H31 ? COO ? CH |. C17H31 ? COO ? CH2. 2.1.
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BACCALAURéAT TECHNOLOGIQUE
SESSION Février 2010
SCIENCES ET TECHNOLOGIES
DE LA SANTE ET DU SOCIAL
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éPREUVE de SCIENCES PHYSIQUES
Durée : 2h Coefficient 3
La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront pour une part importante dans lappréciation des copies.
Lusage des instruments de calcul nest pas autorisé.
Le sujet comporte 6 pages.
La page 6 est à rendre avec la copie.
Repère de lépreuve : JU10STPC2
-A- CHIMIE (13 points)
Exercice 1 : Les savons : (6,5 points)
Selon un texte issu dune brochure de vulgarisation éditée par une société industrielle, qui fabrique des corps gras :
Les lipides naturels forment la phase grasse de la margarine et sont constitués essentiellement par des triglycérides. Cest la nature et les proportions des acides gras dont ils sont issus qui confèrent aux corps gras leurs propriétés physico-chimiques et leur valeur biologique.
Les graisses et huiles usuelles renferment en général des acides gras à chaîne non ramifiée, dits normaux. On les distingue en acides gras saturés et insaturés. Le point de fusion des acides gras augmente avec la longueur de la chaîne, c'est-à-dire quà température ambiante, les plus petits sont liquides, les autres étant encore solides.
Les acides gras saturés les plus courants sont lacide palmitique (16 atomes de carbone) et lacide stéarique (18 atomes de carbone). Les acides gras insaturés sont en général de configuration Z et les deux plus courants sont lacide oléique et lacide linoléique.
Généralités
Définir les termes acide gras et triglycéride.
La formule développée de lacide linoléique est Expliquer en quoi il sagit bien dun acide gras insaturé.
Sachant que lacide stéarique est un acide gras saturé possédant au total 18 atomes de carbone, déterminer sa formule puis en déduire la formule du triglycéride correspondant.
Fabrication dun savon
Pour préparer un savon, on fait réagir de la soude, de formule (Na+ + HO-) sur de la linoléine, de formule semi-développée
C17H31 COO CH2 | C17H31 COO CH |
C17H31 COO CH2
Donner la formule générale dun savon.
Ecrire léquation de la réaction entre la linoléine et la soude.
Préciser le nom des produits obtenus.
Comment appelle-t-on cette réaction ? Quelles sont les caractéristiques de cette réaction ?
Sagit-il dun savon dur ou dun savon mou ? Pourquoi ?
Mode daction du savon
Les ions carboxylate peuvent se représenter ainsi :
Le disque noir représente la partie hydrophile et le segment la partie hydrophobe.
Définir les termes hydrophile et hydrophobe.
Certains de ces ions se retrouvent à la surface de leau. Parmi les schémas suivants, choisir le schéma correct en justifiant la réponse.
Exercice 2 : Lacide succinique : (6,5 points)
Lacide succinique est un diacide, de formule chimique HOOC CH2 CH2 COOH. Il a été dabord extrait du succin, de lambre jaune. Cette molécule est aujourdhui considérée comme un « produit vert », car il peut être obtenu par fermentation du glucose en milieu bactériologique. Il intervient dans le cycle de Krebs (respiration des mitochondries) sous la forme dions succinates, mais possède également de nombreuses applications commerciales : additifs dans certains médicaments, additifs dans les liquides antigels, synthèses de polyesters, additif alimentaire E363
origine de lacidité
Donner la définition, selon Brönsted, dun acide.
Recopier la formule semi-développée de lacide succinique, puis entourer et nommer la (les) fonction(s) organique(s) présente(s).
En déduire lorigine de cette acidité.
Remarque :
Pour les questions suivantes, on pourra utiliser les formules semi-développées ou les formules brutes de lacide succinique (C4H6O4) et de ses dérivés.
étude des couples de lacide succinique
Ecrire léquation de la réaction de lacide succinique avec leau, puis en déduire le couple acido-basique mis en jeu.
Lion C4H5O4- créé précédemment est une espèce acido-basique amphotère. Il peut donc à nouveau réagir avec leau. Ecrire léquation de cette seconde réaction, puis en déduire le second couple acido-basique.
étude dune solution initiale dacide succinique
On prépare un volume V = 1000,0 mL de solution S1 dacide succinique à une concentration molaire C à partir dune masse dacide succinique pur m = 11,8g. On mesure le pH de la solution obtenue. On obtient pH = 2.
Montrer que la masse molaire de lacide succinique est M = 118 g.mol-1.
Déterminer la quantité de matière utilisée dans la préparation de S1.
En déduire la valeur de la concentration molaire C.
Calculer la concentration en ions oxonium de la solution.
Justifier le fait que ce diacide est faible.
étude de la dilution
En diluant dix fois la solution S1, on prépare une solution S2. Un échantillon de S2 est donné à trois élèves (Sandrine, Olivier et Xavier) qui en mesurent le pH. Sandrine trouve 0,8 ; Olivier trouve 2,6 et Xavier trouve 7,1.
Par quelle méthode les élèves ont-ils mesuré leur valeur dacidité ?
Qui a la bonne valeur ? Pourquoi ?
Données :
Masse molaire : MH = 1 g.mol-1 ; MC = 12 g.mol-1 ; MO = 16 g.mol-1.
-B- PHYSIQUE (7 points)
Exercice 3 : les déchets radioactifs : (7 points)
Les déchets radioactifs provenant du combustible des centrales nucléaires contiennent de nombreuses substances radioactives. Le tableau suivant indique les caractéristiques de deux nucléides pouvant être présents parmi ces déchets : le césium 135 et le plutonium 241.
Nucléides EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4 Type de radioactivité(-(-
étude des nucléides
1.1 Déterminer la composition dun noyau de césium 135.
Les nucléides césium 135 et plutonium 241 sont-ils isotopes ? Justifier votre réponse.
1.3 Quelle est la particule émise au cours dune désintégration de type (- ?
Quelle est sa notation symbolique ?
désintégration radioactive
2.1 Rappeler les lois de conservation utilisées pour écrire les équations de désintégration.
2.2 Recopier, puis compléter léquation de la désintégration nucléaire suivante :
EMBED Equation.DSMT4 Y +
+
2.3 Identifier Y parmi les symboles des nucléides suivants (justifier la réponse) :
EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4
NOM : classe :
décroissance radioactive
Donner la définition de la période T ou demi-vie dun nucléide radioactif.
À partir du graphique ci-dessous, montrer que la valeur de la période T ou demi-vie du plutonium 241 est bien T = 14 ans. (à rendre avec la copie)
EMBED Excel.Chart.8 \s
Au bout de combien de temps le plutonium 241 sera-t-il considéré comme inactif ?
effets sur lenvironnement
Citer deux conséquences biologiques dune exposition intensive au rayonnement radioactif.
Quelle grandeur est utilisée pour quantifier la quantité de radiations reçues ?
Pour être stockés, les déchets radioactifs sont placés dans des containers en métaux. Parmi les métaux proposés ci-dessous, lequel vous paraît le mieux adapté ? Pourquoi ?
Pb (Z=82) Fe (Z=26) Al (Z=13)
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Eau
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