BTS2016-Corrigé-Sciences physiques et chimiques

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BTS Bioanalyses et contrôles

Publié le : vendredi 13 mai 2016
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BTS Bioanalyse et contrôle
Session 2016
Ép re uve :tp hysiq ue s e Sc ie nc e s c him iq ue s
Duré e d e l’ é p re uve : 2 he ure s C o e ffic ie nt : 3
PRO PO SITIO N DE C O RRIG É
1
A.Le thé japonais et sa radioactivité
1.Le noyau de césium contient 55 protons et 82 neutrons (137 nucléons en tout).
2.Deux isotopes ont le même nombre de protons mais pas le même nombre de neutrons.Ils ont des propriétés nucléaires différentes.
3.Le noyau fils est le baryum Z=56 et A=137
On utilise les lois de Soddy , conservation des charges et des nucléons pour équilibrer le bilan de la désintégration
4.1 1Bq correspond à 1 désintégration en moyenne par seconde.
4.2.La demie vie d'un nucléide radioactif est le temps au bout duquel l'activité initiale est divisée par 2.
4.3 En 2011 Ao=1000 Bq pour 1kg de the.
30 ans plus tard , soit une demie vie plus tard , en 2041, l'activité vaudra Ao/2 soit500 Bqpar kg de thé.Cela correspond à la norme autorisée
-5-4 5.1 D=FxA soit D=1,4.10 x40=5,6.10 mSvpour un jour
-4 5.2 Pendant un an soit 365,25 jours , les doses s'accumulent on a Dtotale=365,25x5,6.10 =0,20 mSv
) 5.3 La dose reçue en buvant ce thé durant un an est inférieure à la dose reçue lors d'une radio.Il n'y a pas de mise en danger lors de l'ingestion de ce thé.Cela
B.Viscosité du lait de vache.
-2 -1 1.v= distance / temps soit v=(0,30/15,8)=1,90.10 m.s
2.On a P=Fa+f soit P-Fa=f soit P-Fa=6πηLrv d'oùηL=(P-Fa)/(6πrv)
3 3.1 mb=ρbxV =(ρbX4πr )/3
3 soit mb=(1050x4x3,14x(0,001) )/3
-6 mb=4,40.10 kg
3.2 Pb=mbxg
-6-5 Pb=4,40.10 x9,81=4,31.10 N
4.1Pour déterminer la masse volumique du lait , il suffit de prélever précisément un volume Vl de lait 3 et de mesurer sa masse ml.On divise ensuite ml en kg par Vl en m pour obtenir la masse volumique -3 du lait en kg.m
-5 -4.2 C'est une application numérique de la formule trouvée en 2, soitηL= (4,31.10 -4,24.10 5 -2-3 )/(6X3,14X0,001X1,90.10 )=1,96.10 Pa.s
2
C.Controle de la qualité d'un vin.
1.L'eau oxygénée ou peroxyde d'hydrogène est tout d'abord un oxydant puissant.De plus son réducteur est l'eau.
On oxyde les ions ferII en ions fer III en formant de l'eau que l'on n'a nul besoin d'éliminer.On utilise le mélange réactionnel directement.
2.C'est nécessaire pour garantir la complexation totale des ions fer II en complexe.
3.1.D'apres le graphique , on remarque que la courbe A=f(c) est une droite qui passe par l'origine.On en déduit que a est c sont proportionnelles.
Ceci est parfaitement en accord avec la loi de Beer Lambert qui dit que A=εlc soit A=kc.
3.2.L'absorbance de la solution est maximale pour une longueur d'onde de 480 nm.On règle donc le spectrophotomètre à cette longueur d'onde afin d'avoir des valeurs d'absorbances exploitables.
-1 3.3.Par lecture graphique cs=0,15 mmol.L
D’après la question 2 la quantité de matière de complexe formé est égale à la quantité de matière initiale d'ions fer III.
Le volume étant constant , on en déduit que la concentration en ions fer III est égale à cs.
D’après la question 1 la quantité de matière initiale d'ions fer II est égale à la quantité d'ions fer III.
On en déduit donc que cs=concentration en ion fer II
3.4.L'échantillon contient 5 mL de vin blanc et 5mL d'autres réactifs.Le vin blanc a donc été dilué deux fois dans cet échantillon.
-1 co=2xcs=0,30 mmol.L
3.5 Cm=CoxM
-3 -1-1 Cm=0,30.10 x58,5=0,0167 g.L =16,7mg.L
-1 La teneur en fer est supérieure à 10 mg.L , il y a un risque de casse ferrique.
D.Synthèse de la phénylalanine.
1.1 2 fonctions :
-acide carboxylique COOH
-amine NH2
1.2
3
1.3.La phénylalanine contient un carbone asymétrique.C'est donc une molécule chirale , non superposable à son image par rapport à un miroir.
2.2 Le catalyseur est le chlorure d'aluminium AlCl3
3.1.Substitution radicalaire.
3.2 Rayonnement visible ou UV.
4.1 C'est un organomagnésien.
4.2
2.1
4.3La liaison C=O est polarisée (différence d'électronégativité entre C et O).
5.On note l'alcool RCH2OH et l'aldéhyde RCHO
- + RCH2OH=RCHO+ 2e +2H (oxydation)
- - + 2+ MnO4+5e +8H =Mn + 4H2O (réduction)
On multiplie la première par 5 et la 2eme par 2.
On a
4.4phénylethanol
- + 2+ 5RCH2OH+2MnO4+6H5RCHO+2Mn +8H2O (oxydation de l'alcool en aldéhyde sous l'action de l'ion permanganate)
6.1
4
6.2.L'azote porteur d'un doublet non liant a donc un caractère delta moins et pourra réagir avec le carbone electrophile portant l'atome de brome.
5
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