Composition d'un
bonbon,
bac S Polyn�sie 2019
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d’int�r�ts.
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Sur l'emballage d'un paquet de bonbons, on peut lire l'information
suivante :
Ingr�dients : sucre, sirop de glucose, amidon de ma�s, humectant :
sirop de sorbitol, farine de bl�, acidifiants : E296 et E330, ar�mes concentr�s de fruits
et de plantes (pomme, cassis, radis) ; colorant bleu.
On s'int�resse dans cet exercice � quelques-uns de ces compos�s et �
leurs propri�t�s.
1. L’additif alimentaire E296.
L'additif alimentaire E296, introduit comme acidifiant, correspond � l'acide malique dont
la formule semi-d�velopp�e est repr�sent�e.
1.1. Cet acide pr�sente-t-il des st�r�oisom�res de configuration ?
Justifier.
La pr�sence d'un atome de carbone asym�trique conduit � l'existence de deux �nantiom�res.
L'acide malique est un diacide faible en solution aqueuse. Les pKa des
deux couples
acide/base correspondants sont : pKa1 = 3,5 et pKa2 = 5,1.
1.2. D�finir l’expression � acide faible �.
Un acide faible r�agit partiellement avec l'eau.
1.3. Pourquoi l’acide malique est-il un � diacide � ?
L'acide malique poss�de deux fonctions acides carboxylique COOH.
Le diagramme de pr�dominance incomplet donne la formule brute d'une des trois formes de l’acide malique.
1.4. Sur la copie, indiquer les formules brutes des formes 1 et 3 intervenant dans le diagramme pr�c�dent.
La salive humaine a un pH approximatif compris entre 6,5 et 7,4.
Si on met un bonbon dans la bouche, on �prouve une sensation acide.
1.5. Indiquer la forme pr�dominante prise par l'acide malique dans la bouche. Proposer une interpr�tation de la sensation �prouv�e.
A un pH compris entre 6,5 et 7,4 la forme 3 pr�domine.
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2. Le colorant bleu.
On souhaite d�terminer la nature du colorant bleu entrant dans la
composition du bonbon. Ce colorant est la seule esp�ce chimique
pr�sente dans le bonbon qui absorbe dans le visible.
Pour obtenir son spectre d'absorption, on r�alise tout d'abord une
solution � partir d'un bonbon en mettant en oeuvre le protocole suivant
:
� dans un b�cher de 100 mL, introduire 20 mL d'eau distill�e et un bonbon bleu ;
� gr�ce � une plaque chauffante, augmenter la temp�rature du m�lange et agiter jusqu'� dissolution totale du bonbon ;
� filtrer le m�lange pour obtenir une solution limpide ;
� la refroidir � temp�rature ambiante, l'introduire dans une fiole
jaug�e de 25,0 mL et compl�ter le niveau jusqu'au trait de jauge avec
de l'eau distill�e.
Homog�n�iser.
On appelle S la solution ainsi obtenue.
On r�alise le spectre d'absorption de cette solution pour le comparer �
ceux de trois solutions de colorants alimentaires connus, de
concentration en colorant
Ccolorant = 1,00 x 10-5 mol.L-1 : le
bleu patent� E131, l'indigotine E132 et le bleu brillant E133. Les
quatre spectres d'absorption obtenus sont repr�sent�s ci-dessous.
La loi de Beer-Lambert
indique que pour une longueur d'onde fix�e, l'absorbance A d'une esp�ce
chimique en solution est proportionnelle � sa concentration C.
Deux couleurs diam�tralement oppos�es sur le cercle chromatique sont compl�mentaires.
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L'Union
europ�enne fixe, pour tous les colorants alimentaires, les valeurs de
dose journali�re admissible (DJA), en mg de produit absorbable par kg
de massecorporelle et par jour.
Colorant
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E131
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E132
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E133
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DJA mg kg-1 jour-1
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2,5
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5,0
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10,0
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Masse molaire du colorant g / mol
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560
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420
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747
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2.1. Le spectre de la solution S est-il coh�rent avec la couleur du bonbon ? Justifier.
La solution S et le bleu patent� E131 pr�sentent un maximum
d'absorption � 640 nm ( orange). La solution S et le bleu patent�
poss�dent la couleur compl�mentaire de l'orang� soit le bleu.
Le colorant E132 pr�sente un maximum d'absorption vers 610 nm( orange). Ce colorant poss�de la couleur compl�mentaire de l'orang� soit le bleu.
Le colorant E133 pr�sente un maximum d'absorption vers 630 nm( orange). Ce colorant poss�de la couleur compl�mentaire de l'orang� soit le bleu.
2.2.
� l'aide de vos connaissances et des informations fournies, d�terminer
le nom et la concentration molaire du colorant pr�sent dans la solution
S. Justifier.
La solution S et le bleu patent� E131 pr�sentent un maximum d'absorption � 640 nm ( orange). Il s'agit du colorant E131, bleu patent�.
L'absorbance A d'une esp�ce chimique en solution est proportionnelle � sa concentration C.
A 640 nm : A131 = k Ccolorant = 1,00 x 10-5 k =1.
AS = k CS = 2.
CS =2 x10-5 mol / L.
2.3.
D�terminer le nombre maximal de bonbons qu'un enfant de 30 kg peut
ing�rer chaque jour sans d�passer la DJA du colorant. Commenter le
r�sultat trouv�.
Quantit� de mati�re de colorant E131 dans un bonbon : 2 10-5 x 0,025 =5,0 10-7 mol.
Masse de colorant dans un bonbon : 5,0 10-7 x 560 = 2,8 10-4 g =0,28 mg.
Un enfant de 30 kg peut ing�rer 30 x 2,5 = 75 mg soit 75 / 0,28 = 268 bpnbons par jour.
Cela est peu probable.
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