Mathématiques, Bts groupe D 2022.

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La vitamine C
  Partie 1 : Solubilité de la vitamine
 1.1. Définir les termes "liposolubles" et "hydrosolubles".
Une espèce liposoluble est soluble dans les graisses.
Une espèce hydrosoluble est soluble dans l'eau.
1.2. Préciser dans quel type de tissus sont stockées les vitamines liposolubles.
Les vitamines liposolubles.sont stockées dans le foie et les tissus adipeux.
 1.3. Schématiser par un trait pointillé la liaison hydrogène qui peut s'établir entre deux molécules d'eau.

 1.4. En déduire le caractère hydrosoluble de la vitamine C.
La molécule de vitamine C possédant plusieurs groupes OH, peut établir des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau.
La vitamine C est hydrosoluble.
De la vitamine C dans un jus d'orange.
 Afin de comparer la concentration en vitamine C d’un jus d’orange fraîchement pressé (noté F) et d'un jus pasteurisé (noté P), on effectue le dosage par titrage d'un même volume VJ de jus d’orange à l’aide de DCPIP (2,6-dichlorophénol-indophénol). Le DCPIP est un réactif de couleur rose qui réagit mole à mole avec la vitamine C. Lors de cette réaction, les produits obtenus sont incolores. À l'équivalence du titrage, on observe la persistance de la coloration rose dans la solution titrée.
Volume de jus titré : VJ = 5,0 mL Concentration en quantité de matière de DCPIP : CDCPIP = 1,0×10-3 mol·L -1
Masse molaire de la vitamine C : M = 176 g·mol–1
 Volumes de DCPIP versés à l’équivalence pour le jus frais F : VE = 10,0 mL
 2. Associer les numéros du schéma ci-contre au vocabulaire suivant : agitateur magnétique, barreau aimanté, bécher, burette graduée, réactif à titrer, réactif titrant.

3. Justifier l'observation effectuée à l'équivalence du titrage.
Avant l'équivalence, le réactif titrant est en défaut et les produits de la réaction sont incolores. Solution incolore dans le bécher.
Après l'équivalence, le réactif titrant est en excès, solution rose dans le bécher.
 4. La relation vérifiée à l’équivalence du titrage par les concentrations en quantité de matière est :
CDCPIP × VE = CVit C,F × VJ où VE est le volume de DCPIP versé à l’équivalence.
Déterminer la concentration en quantité de matière de vitamine C notée CVit C,F, dans le jus frais F.
 CVit C,F =CDCPIP × VE / VJ o =1,0 10-3 x 10,0 / 5,0 = 2,0 10-3 mol / L.
 5. Montrer que la concentration en masse Cm(Vit C, F) de vitamine C dans le jus frais est voisine de 350 mg·L–1 .
Cm(Vit C, F) =CVit C,F x M = 2,0 10-3 x176 =0,35 g / L ou 350 mg / L.
 6. La pasteurisation est un procédé de conservation des aliments par chauffage, puis refroidissement. La concentration en masse de vitamine C dans le jus pasteurisé a pour valeur Cm(Vit C, P) = 56 mg·L-1 .
 6.1. Comparer cette valeur à celle calculée pour le jus frais et commenter l’effet de la pasteurisation.
Cette valeur est environ 6 fois plus faible que dans le jus frais.
Le chauffage détruit une partie de la vitamine C.
6.2. Calculer le volume de jus d'orange pasteurisé nécessaire pour couvrir les besoins journaliers en vitamine C ( 100 mg par jour ).
100 / 56 ~1,8 L de jus pasteurisé.
2. 6.3. Proposer un argument favorable à la consommation de fruits frais pour l’apport de vitamine C.
Il est quasiment impossible de boire 1,8 litres de jus d'orange pasteurisé par jour. Par contre in peut manger des fruits frais et des légumes verts frais pour avoir le même apport en vitamine C.

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Albuminurie (10 points) Mots-clés : Dilution, dosage par étalonnage, radiographie.
 Les complications chroniques de la drépanocytose peuvent endommager différents organes comme les reins. Le recours à l’urographie peut être envisagé pour confirmer le diagnostic de drépanocytose.
1. ANALYSE D'URINE : Dosage de l'albumine par la méthode de Biuret.
 Les albumines sont des protéines solubles dans l'eau. L’albumine produite par le foie est la protéine la plus abondante dans le sang ; elle est filtrée dans les reins. En cas d’anomalie rénale une quantité importante d’albumine peut atteindre les urines.
Le taux normal d'albumine dans les urines ne doit pas dépasser 50 mg·L-1 . Lorsque cette dernière est supérieure à 150 mg·L-1 , elle est considérée comme pathologique, il convient de consulter un spécialiste du rein.
 Une patiente a déposé dans un laboratoire d'analyses biologiques des échantillons de ses urines de la journée afin de déterminer leur concentration en masse d'albumine. Une technique possible de dosage est la méthode de Biuret.
1.1. Pour préparer les solutions étalons S1 à S4, on a effectué des dilutions.
Calculer le volume de solution mère S0 d'albumine à prélever pour préparer 50,0 mL de la solution S1.
Concentration de la solution mère : 5,0 g / L ; concentration de la solution S1 : 1,0 g/ L.
Facteur de dilution F = 5.
Volume de solution mère à prélever ; 50 / 5,0 = 10,0 mL.
 1.2. Proposer un protocole expérimental de dilution pour l’obtention de la solution S1.
Prélever 10,0 mL de solution mère à l'aide d'une pipette jaugée.
Verser dans une fiole jaugée de 50,0 mL contenant 1 /3 d'eau distillée puis agiter.
Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge ; giter pour rendre homogène.
 1.3. En exploitant le graphique, justifier que la teinte bleu-violet d’une solution est d'autant plus intense que sa concentration en masse Cm d’albumine est plus élevée.
L'absorbance, donc la coloration de la solution, est proportionnelle à la concentration.
 1.4. La mesure de l'absorbance de l'urine de la patiente (colorée avec le réactif de Gornall selon le même protocole que pour les solutions de la gamme étalon) est A = 0,14. Indiquer si ce résultat correspond à une situation normale ou si la patiente doit consulter un spécialiste.

Le taux normal d'albumine dans les urines ne doit pas dépasser 50 mg·L-1 . Lorsque cette dernière est supérieure à 150 mg·L-1 , elle est considérée comme pathologique.
1,4 g / L = 1400 mg / L, la situation est anormale.
L'UROGRAPHIE
 Le médecin souhaite étudier la morphologie des voies urinaires de la patiente par une méthode radiographique. Il procède à l’injection d'un produit de contrastee à base d'iode (I) par voie intraveineuse puis prend des clichés du système urinaire.
2.1. Préciser la nature des ondes utilisées lors d’une radiographie.
Rayons X ou rayons gamma.
 2.2. Expliquer l’utilité d’un produit de contraste et proposer deux critères de choix d’un produit de contraste.
Ce produit doit être éliminé par les reins en quelques heures.
Ce produit doit être bien toléré.
Le produit de contraste permet de faire apparaître sur l'image un organe, un tissu... en augmentant les contrastes sur l'image.
 2.3. En utilisant les données, justifier le fait que les os apparaissent plus clairs que les autres organes sur les clichés.
Les os contiennent principalement du phosphore et du calcium, qui absorbent davantage les rayons X que les tissus  ( reins, vessie, urètre..)constitués des éléments O, N, C et H.
Les détecteurs captent les rayons qui ont été partiellement absorbés. Les os apparaissent donc blancs.

: L’oxygénothérapie (10 points)
 Mots-clés : Loi des gaz parfaits, bilan de matière, débit.
 La drépanocytose entraîne des crises douloureuses qui peuvent être atténuées par des médicaments antalgiques et une hydratation par voie intraveineuse mais si la douleur persiste, la médicamentation peut être complétée par une oxygénothérapie. L’oxygénothérapie consiste en un apport supplémentaire de dioxygène à l’organisme.
1. La pression du dioxygène à l’intérieur d’une bouteille B2 neuve est égale à 200 bar. Convertir cette valeur en pascal.
1 bar = 105 Pa. 200 x 105 = 2,0 107 Pa.
 2. Montrer alors qu’à 20°C, la quantité de matière de dioxygène contenue dans la bouteille B2 neuve ( V = 2,0 L) est voisine de nO2 = 16,4 mol.
Loi des gaz parfaits : PV = nRT.
nO2 = PV / (RT) =2,0 107 x 2,0 10-3 /(8,31 x293)=16,4 mol.
3. Calculer la masse mO2 du dioxygène contenu à une pression de 200 bar dans la bouteille B2 neuve.
16,4  M(O2) = 16,4 x32 =526 g ~5,3 102 g.
 4. Montrer que la masse du gaz représente moins de 10 % de la masse totale de la bouteille pleine.
masse bouteille pleine : 5,8 kg.
0,53 / 5,8 =0,09  ( 9 %).
 5. Vérifier que le volume de dioxygène à la pression atmosphérique, libérable par la bouteille B2 neuve à la température de 20°C est d’environ 0,4 m3 .
La température étant constante, la loi de Mariotte donne :
P V = constante  soit volume à 1 atm = 2,0 x 200 = 400 L =0,4 m3.
 6. La bouteille B2 est initialement à la pression de 200 bar et le manodétendeur est réglé pour délivrer un débit D = 3 L min-1 de gaz à la pression atmosphérique. Vérifier que la durée d’autonomie est bien en accord avec celle indiquée 2 h 15 min.
 On rappelle que le débit D d’écoulement d’un gaz ou d’un liquide est défini par : D = Volume écoulé / durée de l ′écoulement = 𝑉  / D𝑡.
Dt =400 / 3 =133,3 min ou 2 h 13 min.
7. Justifier qualitativement l’évolution de la durée d’autonomie en fonction du débit du gaz.
La durée d'autonomie est inversement proportionnelle au débit du gaz. A un débit élevé correspond une faible autonomie.
8. Expliquer pourquoi la pression dans la bouteille diminue au fil de l’utilisation à température constante.
Loi des gaz parfaits PV = nRT.
V et T sont constants.
n diminue du fait de l'utilisation du dioxygène.
En conséquence la pression P diminue au fil de l'utilisation.



  
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