Etude
d'un lait,
Bac Stl 2021.
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d’int�r�ts.
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Etude
de l'acide lactique. ( d'apr�s bac S Liban 2013).
1. Repr�senter la mol�cule d'acide lactique en forme topologique.
2. Entourer les groupes caract�ristiques pr�sents et nommer les fonctions correspondantes.
3. Rep�rer par un ast�risque l'atome de carbone asym�trique et donner la repr�sentation de Cram d'un des st�r�oisom�res.
D�finir couples d'�nantiom�res.
Fonction alcool secondaire et fonction acide carboxylique.
Deux �nantiom�res sont images l'un de l'autre dans un miroir plan.
Dosage de l'acidit� d'un lait. d'apr�s bac St2S 09/2012.
La teneur en acide lactique d'un lait est un indicateur de sa
fra�cheur. Le degr� de fra�cheur d'un lait peut se v�rifier en
d�terminant la concentration molaire Ca de
l'acide lactique dans ce lait. Pour cela, on effectue un dosage
pH-m�trique d'un volume V = 10,00 mL du lait,
par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium ( Na+aq
+ HO-aq ) de concentration C1 =
0,111 mol/L.
1. Faire
le sch�ma annot� du dispositif utilis� pour ce dosage pH-m�trique.
2. Ecrire l'�quation de la r�action support du titrage.
L’�quation
de la r�action de dosage s’�crit :
CH3-CHOH-COOH
+ HO- -->
CH3-CHOH-COO-
+H2O. (1)
3. Indiquer l'indicateur color� � choisir en justifiant.
Le pH du point �quivalent �tant voisin de 8,4, on choisit la
ph�nolphtaleine, dont la zone de virage contient le pH du point
�quivalent.
L'incertitude u(V) sur le
volume de la prise d'essai est de 0,02 mL, l'incertitude relative u(c1)
/ c1 de la solution titrante est 0,5 % et on estime u(VE) =0,05 mL ; u(cm)= 0,05 g /L.
V = 10,00 �0,02 mL ; c1 = (0,111 �0,001 mol /L ; Veq = (1,9 �0,05) mL
M(acide lactique) = M = 90 g/mol.
4. Indiquer si le lait est frais en justifiant.
A l'�quivalence : CV = C1 V�q ; C = C1 V�q / Va ;.
Titre massique en acide lactique : cm=C M = C1 V�q M / V =0,111 x1,9 x90 /10~(1,9 �0,05) g / L.
Un degr� Dornic correspond � 0,1 g /L d'acide lactique.
Acidit� de ce lait : 19�D valeur sup�rieure � 18�D : ce lait n'est pas frais.
4. En utilisant la
soude Dornic pour doser un lait � 18�D, le volume �quivalent est de
1,80 mL. En d�duire l'int�r�t pratique � choisir cette soude Dornic
pour mesurer l'acidit� d'un lait.
Degr� Dornic du lait =10 x Volume �quivalent.
En multipliant par 10 le volume �quivalent exprim� en mL, on obtient directement le degr� Dornic du lait.
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Observation au microscope optique des bact�ries pr�sentes dans le lait. D'apr�s Bts bioanalyse 2013.
Le microscope est r�gl� pour donner une image A'B' � l'infini d'un objet r�el perpendiculaire � l'axe optique.
Intervalle optique D = 160,0 mm ; grandissement de l'objectif |g |=40 ; grossissement de l'oculaire Goculaire = 10.
1. Quel est l'int�r�t de former une image � l'infini ?
L'oeil n'accommode pas et observe sans fatigue.
2. Donner la position de l'image interm�diaire.
L'image d�finitive �tant � l'infini, l'image interm�diaire se trouve au foyer objet de l'oculaire.
3. Compl�ter le sch�ma de principe du microscope.
4. D�finir le grandissement de l'objectif.
|g| = O1A1 / |O1A| = D / f '1.
5. Montrer que la valeur de la distance focale de l'objectif est f '1 = 4,00 mm.
f '1 = D / |g| =160,0 / 40 =4,00 mm.
6. D�terminer la distance objet - objectif.
7. Calculer le grossisement commercial Gc = |g| Goculaire =40 x 10 = 400.
8. Le pouvoir de r�solution est limit� par la diffraction. La dimension ABmini du plus petit objet observable est donn�e par : ABmini = 0,6 l / O.N ; O.N ouverture num�rique; l : longueur d'onde de la lumi�re utilis�e.
D�terminer ABmini si O.N =0,65 et l = 500 nm.
ABmini =0,6 x 500 10-9 / 0,65 =4,6 10-7 m ou 0,67 �m.
Les lactobacilles de taille moyenne 3 �m sont donc observables. Les
virus de taille moyenne bien inf�rieure � 0,67 �m ne sont pas
observables.
Stockage du lait dans les "tanks" � lait.
Le
lait issu de la traite est pr�alablement refroidi par l'interm�diaire
d'un �changeur � plaques fonctionnnant � contre-courant.
1. Identifier le fluide chaud et le fluide froid dans cet �changeur.
Le fluide chaud est la lait qui sort de la traite et le fluide froid est l'eau.
2. Compl�ter le sch�ma suivant :
3. Citer les modes de transferts thermiques mis en jeu dans cet �changeur.
Conduction et convection.
4. Parmi les profils de temp�rature ci-apr�s, indiquer celui qui correspond au fonctionnement de l'�changeur. Justifier.
On cherche � d�terminer si les parois de la cuve du tank sont
suffisamment isol�es en cas de coupure d'�lectricit�. La cuve contient
450 L de lait.
5. Montrer que l'aire de la surface totalele de la cuve cylindrique est d'environ 5,3 m2.
Diam�tre de la cuve d = 2 R = 80 cm ; longueur de la cuve L = 170 cm.
Surface lat�rale = p d L = 3,14 x 0,8 x1,70 ~4,27 m2.
Surface des deux extr�mit�s : 2 p d2 / 4= 6,28 x0,82 /4~1,00 m2.
Stot = 4,27 +1 ~5,3 m2.
6. Montrer que la valeur de la r�sistance thermique globale de la paroi est Rth = 0,62 K W-1.
Rth =( eacier / lacier +emousse / lmousse ) / Stot =( 3 10-3 /16,3 +76 10-3 / 0,023) / 5,3 ~0,62 K W-1.
7.
D�terminer la valeur de la puissance thermique �chang�e � travers la
paroi de la cuve lorsque la temp�rature ext�rieure est de 32�C et que
le lait est � 4,0 �C � l'int�rieur.
Pth =|Dq| / Rth =(32-4) / 0,62 = 45,16 ~45 W.
8. D�terminer la valeur de l'�nergie thermique re�ue par le lait en 24 heures.
Q = Pth x dur�e = 45 x24 x3600 ~3,9 106 J.
9. Quelle alors l'augmentation de la temp�rature du lait ? Conclure.
Masse volumique du lait : rlait = 1,03 103 kg m-3 ; capacit� thermique massique du lait : clait =3,8 103 J kg-1 K-1. V = 0,45 m3.
Augmentation de la temp�rature du lait : Q / (V rlaitclait ) =3,9 106 /(0,45 x1,03 103 x3,8 103)=2,2 �C.
Cette valeur �tant sup�rieure � 1�C, l'isolation est insuffisante.
Etude d'un lait aromatis� � l'ananas. D'apr�s bac Am�rique du Sud 2017.
1. Nommer la r�action chimique permattant de synth�tiser le butanoate d'�thyle.
Est�rification.
2. �crire
l’�quation de la r�action de cette synth�se en utilisant les formules
topologiques des esp�ces mises en jeu.
3. Compl�ter � l'aide de fl�ches courbes.
4. Parmi les termes suivants choisir le terme correspondant � l'�tape 4.
Elimination d'une mol�cule d'eau.
5. Pr�ciser le r�le du catalyseur.
Il acc�l�re la r�action ; l'�quilibre est plus rapidement atteint, sa composition reste inchang�e.
6. Identifier la catalyseur.
Le catalyseur H+ intervient � l'�tape 1 et se trouve r�g�n�r� � la derni�re �tape.
7. Indiquer une m�thode de purification possible du butanoate d'�thyle.
L'�thanol est en exc�s, l'acide butano�que en d�faut.
Temp�rature d'�bullition de l'�thanol : 79�C ; temp�rature �bullition ester : 121 �C.
Purification par distillation.
8. A partir du spectre IR du produit purifi�, indiquer si le butanoate d'�thyle est pur. Justifier.
Disparition de la large bande vers 3200 cm-1 due � la
pr�sence de OH li� par liaison hydrog�ne. L'ester est pur.
9. Montrer que le rendement est d'environ 55 %.
A partir de 0,50 mol d'acide butano�que ( r�actif en d�faut), on peut obtenir au mieux 0,50 mol d'ester.
M(ester) = 116 g / mol ; masse th�orique d'ester : 116 x0,5 = 58 g.
Masse r�elle d'ester : 31,9 g. Rendement = 31,9 /58 ~0,55 ( 55 %).
10. Comment augmenter le rendement ?
Eliminer le produit le plus volatil ( l'eau) au fur et � mesure qu'il se forme.
Mettre le r�actif le moins co�teux en large exc�s.
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