Etude de groupes caractéristiques
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Groupe de travail ST2S
BELISSA Isabelle
DROUVOT Marie-Agnès
TURKEL Mesude
CARRE Stéphane
STEIMETZ Michel
PATRICK André
COMMENTAIRES SUR
LES DOCUMENTS DU GROUPE PROGRAMME DE 1 ST2S
Partie chimie LES MOLECULES ORGANIQUES DANS LE DOMAINE DE LA SANTE
Activité : Le lait et ses constituants (1H)
Il sagit dune activité en classe entière. Les élèves travaillent par groupe puis mettent en commun leurs travaux.
Les annexes peuvent être projetées ou distribuées par groupe.
Aucun cours théorique nest prévu mais simplement une synthèse du travail des élèves.
TP : Le lait (1H30)
Lors dune séance de TP, les élèves mettent en évidence les principaux constituants du lait. Le professeur rappelle la démarche adopter pour mettre en uvre une expérience.
Il est également possible de réaliser le test du lactose avec la liqueur de fehling.
Activité : Eléments chimiques, structures électroniques des atomes et molécules (1H)
A partir des principaux constituants du lait (eau, glucides,
), les élèves sont invités à rechercher les éléments présents (C, H, O et N).
Rappels sur la structure électronique des atomes, notion de molécules ,
TP : Introduction aux chaînes carbonées Les alcanes (1H30)
Ce TP-cours permet dintroduire les alcanes et leur nomenclature (chaînes ouvertes à 6 atomes de carbone maximum). Les élèves utilisent des modèles moléculaires.
Le professeur peut parallèlement utiliser un logiciel de visualisation (en vidéo-projection).
Activité : Etude de quelques groupes caractéristiques
Activité en classe entière.
A partir de molécules rencontrées lors des séances précédentes (lactose, acide lactique,
), les élèves constituent différentes familles de composés organiques et identifient les groupes caractéristiques correspondants.
Il est préférable dutiliser uniquement des formules semi-développées.
Activité : Nomenclature de quelques composés organiques (1H30)
Activité en classe entière (2H) ou 1H30 TP
TP : Test de reconnaissance de quelques groupes caractéristiques (1H30)
Loxydation ménagée des alcools étant complexes, on propose didentifier un alcool avec lutilisation dun alcootest.
ETUDE DE QUELQUES GROUPES CARACTERISTIQUES ORGANIQUES
Les molécules organiques sont très diverses. On peut les regrouper en différentes familles. Les alcanes, qui sont les composés les plus simples, ont été étudiés lors du chapitre précédent. Nous allons dans cette activité introduire la notion de groupe caractéristique et rechercher ces groupes dans des molécules présentes dans la vie quotidienne (aspartame, menthol...), étudiées en biochimie (vitamine C), dans des résultats danalyses biologiques (urée, acide urique, glucose, cholestérol...).
Activité
Observez les molécules ci-après, dessinées et regroupées en différents ensembles.
Ensemble 1 :
Ensemble 2 :
Ensemble 3 :
Ensemble 4 :
Ensemble 5 :
Exploitation
a) Rappeler la définition dun alcane.
b) Les molécules représentées dans ces ensembles sont-elles des alcanes ? Pourquoi ?
Les groupes caractéristiques portés par les molécules organiques permettent de les regrouper en différentes familles. Dans chaque ensemble, entourez le groupe caractéristique commun à chacune des molécules.
Voici les noms des groupes caractéristiques de chaque ensemble : acide carboxylique, alcool, aldéhyde, amine et cétone. Identifiez et nommez chacun des ensembles, daprès les noms des molécules.
Donnez les formules brutes et semi-développées de la propanone, de lacide éthanoïque, de lacide butyrique et de lacide lactique.
Synthèse : les familles de composés chimiques
On sintéresse ici aux groupes fonctionnels et plus particulièrement à ceux comportant les éléments azote et oxygène.
Tableau récapitulatif
Famille de composés
Alcool(s)
Aldéhyde(s)
Cétone(s)Acide(s) carboxylique(s)
Amine
Nom générique
alcanol
alcanal
alcanone
acide alcanoïque
alcanamine
Groupe caractéristique
hydroxyle
OH
carbonyle
CHO
carbonyle
CO
carboxyle
COOH
amino
NH2
Formule générale
Alcools
On distingue trois classes dalcool selon le nombre de groupe alkyle (chaînes carbonées) sur latome de carbone.
On rappelle que la valence de latome doxygène est égale à deux.
Les alcools primaires ont un seul groupe alkyle sur latome de carbone fonctionnel.
Ex : éthanol : CH3 CH2 OH
Les alcools secondaires ont deux groupes alkyles sur latome de carbone fonctionnel.
Ex : propan-2-ol : CH3 CH(OH) CH3
Les alcools tertiaires ont trois groupes alkyles sur latome de carbone fonctionnel.
Remarque : Dans le phénol, le groupe OH est lié à un atome de carbone trigonal, le phénol nest pas un alcool.
Amines
On distingue trois classes damine selon le nombre de groupe alkyle (chaînes carbonées) sur latome dazote.
On rappelle que la valence de lazote doxygène est égale à trois.
Les amines primaires ont un seul groupe alkyle sur latome dazote.
Ex : éthanamine : CH3 CH2 NH2
Les amines secondaires ont deux groupes alkyles sur latome dazote.
Les amines tertiaires ont trois groupes alkyles sur latome dazote.
Remarque : Seule lamine primaire est au programme.
Exercices
Exercice 1 :
Entourer et donner le nom des différents groupes des molécules représentées.
1) 2) 3)
4) 5)
Donner leur formule brute.
Calculer à partir de la formule brute la masse molaire moléculaire de chacune des molécules.
Calculer la quantité de matière contenue dans 500 mg daspartame.
La dose journalière autorisée pour la consommation daspartame par une personne est de 40 mg par kilogramme de sa masse pondérale. Calculer le volume de boisson "light" (ou basse calorie) quun adolescent pesant 50 kg peut boire par jour sachant que la concentration massique en aspartame de cette boisson est de 0,5 g.L-1.
Données : masses molaires atomiques de quelques éléments :
M (H) = 1,0 g.mol-1 ; M (C) = 12,0 g.mol-1 ; M (O) = 16,0 g.mol-1 ; M (N) = 14,0 g.mol-1.
Exercice 2 : Le glucose
Le glucose, de formule brute C6H12O6, est une molécule contenue dans le sucre. L équation de sa réaction de combustion s écrit : C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) ! 6 H2O (l) + 6 CO2 (g)
Quelle est la masse molaire moléculaire du glucose M (G) ?
Calculer la quantité de matière n (G) de glucose dans une masse de 10 g.
En déduire la quantité de matière n (CO2) de dioxyde de carbone obtenu.
Calculer le volume de dioxyde de carbone V (CO2) dégagé.
Données : Masses molaires atomiques de quelques éléments :
M (H) = 1,0 g.mol-1 ; M (C) = 12,0 g.mol-1 ; M (O) = 16,0 g.mol-1 ;
Volume molaire dans les conditions de lexpérience :
Vm = 24,0 L.mol-1.
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CHIMIE THEME I : Des molécules organiques dans le domaine de la santé 1èreST2S
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Cholestérol
Glycérol ou glycérine
Menthol
Vitamine A ou rétinol
C
H
H
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Modèle.MAIN
End Sub H
C
Acide lactique
O
C
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End Sub H
H
H
C
O
H
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End Sub H
C
H
H
C
O
O
H
C
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Modèle.MAIN
End Sub H
H
H
C
Benzaldéhyde
C
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Modèle.MAIN
End Sub H
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Modèle.MAIN
End Sub H
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Modèle.MAIN
End Sub H
H
O
O
H
C
H
OH
Acide butanoïque ou butyrique
Ethanal ou acétaldéhyde
Propanone
HYPERLINK "http://fr.wikipedia.org/wiki/Vitamine_C" \o "Vitamine C" vitamine C ou acide oxo-3 L-gulofuranolactone
Acide éthanoïque
Glucose
Butanone
EMBED ISISServer
EMBED ISISServer
EMBED ISISServer
Adrénaline
acide oxalique ou acide éthanedioïque
Putrécine ou 1,4-diaminobutane
R
OH
R
NH2
CH2-C6H5
Menthone
Progestéroneone
amphétamine
Citral
Cinnamal
Testostérone
Acide urique
NH2
HO C CH2 CH C NH CH C O CH3
O
O
O
Aspartame
