Aurélie avril 05

eau de Javel ; radioactivité ;synthèse peptidique d'après bac SMS 2005



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eau de Javel : 6 points .

Données : Masse molaire atomique du chlore : MCl = 35,5 g.mol-1.

On rappelle qu'un oxydant est une espèce chimique capable de gagner des électrons alors qu'un réducteur est une espèce chimique capable de céder des électrons.

L'eau de Javel est obtenue par dismutation du dichlore Cl2 en milieu basique. L'équation de la réaction de dismutation s'écrit :

Cl2 + 2(Na+ + HO-) ---> Na+ + ClO- + Na+ + Cl- + H2O.

  1. Cette équation est obtenue par addition de deux demi-équations électroniques. L'une d'entre elles s'écrit :
    Cl2 + 2e- = 2Cl-.
    - Dans cette demi-équation, dire si le dichlore Cl2 est oxydant ou réducteur.
    - Ecrire le couple redox correspondant à cette demi-équation.
  2. Compléter la définition du degré chlorométrique d'une eau de Javel.
    Il faudra recopier entièrement la définition sur la copie de votre sujet en soulignant les mots ajoutés.
    On appelle degré ou titre chlorométrique d'une eau de Javel le volume de dichlore, mesuré en ......................................... dans les conditions ....................................... de température et de pression, nécessaire à la fabrication d'un ....................... de cette eau de Javel.
    - Pour fabriquer 1 L d'une eau de Javel on fait réagir une masse m = 35,5 g de dichlore (Cl2) gazeux avec une quantité suffisante de solution d'hydroxyde de sodium (ou soude). Quelle est la masse molaire du dichlore ? Quelle est la quantité de matière n (en mole) de dichlore utilisée ?
    - Sachant que cette quantité de matière de dichlore correspond à un volume de 11,2 L mesuré dans les conditions normales de température et de pression, en déduire le degré chlorométrique de l'eau de Javel ainsi fabriquée.
  3. On ajoute 9 L d'eau à 1 L de javel de 11, 2° chl.
    - Quel nom donne-t-on à cet ajout d'eau dans la solution ?
    - Quel est le degré chlorométrique t de l'eau de Javel obtenue ?
  4. On introduit dans un bécher de l'eau de Javel que l'on vient de préparer puis on lui ajoute une solution d'iodure de potassium qui est incolore alors que le diiode I2 colore la solution en brun. Les demi-équations électroniques intervenant dans la réaction réalisée se notent :
    2I-=I2 + 2e-.
    ClO- + H2O + 2e- = Cl- + 2HO-.
    - Ecrire l'équation de la réaction par addition de ces deux demi-équations.
    - Comment peut-on expliquer la couleur brune qui apparaît dans un bécher ?

corrigé
Cl2 + 2e- = 2Cl-.

le chlore gagne des électrons : c'est l'oxydant du couple redox Cl2/Cl-.

On appelle degré ou titre chlorométrique d'une eau de Javel le volume de dichlore, mesuré en litres dans les conditions normales de température et de pression, nécessaire à la fabrication d'un litre de cette eau de Javel.

masse molaire du dichlore : 35,5*2 = 71 g/mol.

quantité de matière n (mol) de dichlore = masse (g) / masse molaire (g/mol) = 35,5/71 = 0,5 mol.

degré chlorométrique de l'eau de Javel ainsi fabriquée : 11,2 ° Chl.

cet ajout d'eau dans la solution est une dilution.

le degré chlorométrique t de l'eau de Javel obtenue est 1,12 °Chl car on a dilué 10 fois la solution initiale ( volume initial = 1 L ; volume final = 10 L)

2I- + ClO- + H2O = I2 + Cl- + 2HO-.
La couleur brune est due à la formation du diiode, l'un des produits de la réaction.





radioactivité (8 points)

Le molybdène 9942Mo est un radionucléide dont la désintégration spontanée produit du technétium 9943Tc.

  1. Rappeler les lois de conservation qui permettent d'écrire une équation de réaction nucléaire ?
    - Ecrire l'équation de la désintégration du molybdène.
    - Quel est le nom de la particule émise lors de cette désintégration ?
  2. Dans une grande majorité des examens de médecine nucléaire, le technétium est de loin le radio-isotope le plus utilisé. Il peut être associé à de nombreuses molécules ayant un intérêt biologique et il est relativement peu coûteux par rapport à d'autres isotopes. Sa période radioactive T vaut 6 h. L'activité d'une dose utilisée lors de l'injection à un patient est A0 = 5,6 107 Bq à l'instant t = 0.
    - Définir la "période radioactive".
    - Quelle sera l'activité A1 de la dose utilisée au bout de 6 heures ?
    - Quelle sera son activité A2 au bout de 12 heures ?
    - A combien de périodes correspondent 120 heures ?
    - Que peut-on dire de l'activité A au bout de 120 heures ?
    - Un examen qui utilise du technétium peut-il être réalisé quelques semaines après l'injection de la dose ? 

corrigé
9942Mo = 9943Tc +AZX

la charge électrique se conserve : 42 = 43 + Z soit Z= -1

le nombre de nucléons se conserve : 99 = 99 +A soit A=0

la particule X est identifiée à un électron.

La "période radioactive" ou demi-vie d'un radionucléide est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs initiaux s'est désintégrée. C'est encore la durée au bout de laquelle l'activité de l'échantillon est divisée par deux.

au bout de 6 heures A1 = ½A0 = 0,5 * 5,6 107 = 2,8 107 Bq.

au bout de 12 heures A2 = ½A1 = A0/22=0,25 * 5,6 107 = 1,4 107 Bq.

120 h correspondent à 20 périodes.

au bout de 120 heures A20 = A0/220 = 5,6 107 /220 = 53 Bq.( la dose est inactive)

1 jour = 24 h donc 120 h = 5 jours (moins d'une semaine).

Un examen qui utilise le technétium ne peut pas être réalisé quelques semaines après l'injection de la dose.



synthèse peptidique ( 6 points)

La cystéine est un acide a -aminé de formule semi-développée :

  1. Après avoir recopié la formule de la molécule de cystéine, encadrer et nommer les groupes fonctionnels qui interviennent pour former un dipeptide.
  2. Recopier de nouveau la formule précédente et repérer l'atome de carbone asymétrique par un astérisque (*).
  3. Dessiner en projection de Fisher la configuration de la D-cystéine.
  4. Un mélange équimolaire de cystéine et d'alanine permet par réaction de condensation d'obtenir des dipeptides. L'alanine a pour formule semi-developpée :

    - Recopier et compléter l'équation de réaction de condensation suivante en ne précisant la formation que d'un seul dipeptide :

  5. On considère maintenant le dipeptide suivant :

    - Après avoir recopié la molécule du dipeptide, encadrer la liaison peptidique.
    -Ecrire les formules semi-développées des acides a -aminés mis en jeu dans la synthèse de ce dipeptide.

 


corrigé

un carbone asymétrique est lié à qutre atomes ou groupes d'atomes différents.

encadrer la liaison peptidique :

formules semi-développées des acides a -aminés mis en jeu dans la synthèse de ce dipeptide



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