Corrigé BTS Bioanalyses et contrôles : Sciences physiques

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BTS Bioanalyses et contrôles : Sciences physiques
A. Polarimétrie
1. La loi de Biot pour une solution contenant une substance active dans un solvant inactif s’écrit :
α = [α]20 Dx l x c
2. α est l’angle de déviation du plan de polarisation de la lumière , en degrés ° [α]20 D est le pouvoir rotatoire spécifique de la substance optiquement active en °.m2.kg-1
l est la longueur du tube en m
c est la concentration de l’espèce en kg.m-3
3. Une solution de D glucose est dextrogyre car son pouvoir rotatoire spécifique est positif : l’angle de déviation sera lui aussi positif et on aura une déviation du plan de polarisation vers la droite , d’où l’adjectif dextrogyre. (...)
Publié le : jeudi 4 février 2016
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BTS Spécialité BIO ANALYSES CONTROLES
Session 2015
Épreuve :Sciences Physiques et chimiques
Durée de l’épreuve:2h
Coefficient :3
1
A.Polarimétrie.
PROPOSITION DE CORRIGÉ
1.La loi de Biot pour une solution contenant une substance active dans un solvant inactif s'écrit
20 α= [α]Dx l x c
2.αest l'angle de déviation du plan de polarisation de la lumière , en degrés °
20 2 -1 [α]D.kgest le pouvoir rotatoire spécifique de la substance optiquement active en °.m
l est la longueur du tube en m
-3 c est la concentration de l'espèce en kg.m
3.Une solution de D glucose est dextrogyre car son pouvoir rotatoire spécifique est positif : l'angle de déviation sera lui aussi positif et on aura une déviation du plan de polarisation vers la droite , d'où l'adjectif dextrogyre.
4.1
-1 3 La régression linéaire donne a=0,1053 °.kg .m b=0 et r=0,99.
4.2 On obtient donc une droite qui passe par l'origine , ce qui signifie que l'angle de déviation est proportionnel à la concentration de l'espèce.La loi de Biot est vérifiée.
20 ϰ.ϯ. Le coefficieŶt diƌecteuƌ de la dƌoite a est Ġgal d’apƌğs la loi de Biot à [α]Dx l.
20 2 -1 On en déduit que [α]D=a/l=0,1053/0,20=0,5265°.m .kg
L'écart relatif est ((0,527-0,5625)/0,527)x100=0,09%
20 -3 5.1En utilisant la loi de Biot , on a cm=α/;[α]Dx l)=5,10/(0,527x0,2)=48,4 kg.m
-1 soit cm=48,4 g.L
ϱ.Ϯ OŶ eŶ dĠduit d’apƌğs l'ĠŶoŶcĠ Ƌue cette solutioŶ est à ϰ,ϴϰ% en glucose
ϱ.ϯ OŶ peut eŶcadƌeƌ le pouƌceŶtage d’apƌğs les iŶdications de l'emballage entre 4,80% et 5,20%.
Le pourcentage trouvé expérimentalement est compris dans l'encadrement : le contrôle qualité est donc validé
2
B.Les Gerris comme détecteurs de pollution de l'eau.
-1 ϭ.σ=F/Ϯʋd , oŶ eŶ dĠduit Ƌue σ est eŶ N.ŵ
-2 -1 Ϯ. σ=Ϭ,ϬϮϬ/;ϮʋxϬ,ϬϱϳͿ=ϱ,ϱϴ.ϭϬN.m
-4 -2 -1 ϯ. σ=;hgƌʌͿ/Ϯ=;Ϭ.ϬϭϭϰxϭϬϬϬxϵ,ϴϬxϭ,ϬϬ.ϭϬN.m)/2= 5,586.10
La deuxième valeur est très proche de la première trouvée.
4.L'eau est moyennement polluée.
5.Le coefficient de tension superficielle est faible , ce qui provoque la noyade des gerris , donc leur disparition.
-2 -2 -2 ϲ. σ> ϲ,ϰϬ.ϭϬ soit ;hgƌʌͿ/Ϯ> ϲ,ϰϬ.ϭϬd'où h> (2x 6,40.10Ϳ/gƌʌ soit h> Ϭ,ϭϯ ŵ soit ϭϯ cŵ
C.Conductimétrie
1.L'ajout d'eau permet de limiter l'effet de dilution et d'avoir une immersion de la sonde.
- 3-2.AH3+3 HO +3H= A 20
3.A l'équivalence , les réactifs ont été introduits dans les proportions stoechiométriques de l'équation bilan
-soit n initial ( AH3)=n versé (HO )/3
4.Le volume équivalent s'obtient à l'intersection des deux portions de droites.
5.On a Cs Vs= CbVe/3
-2 -1 soit cs= (0,100x10,3)/(3x20)= 1,72.10 mol.L
-1 -1 6.C jus= csx20=3,44.10 mol.L
-1 Cm=C jus xM=66 g.L
7.La valeur trouvée est au dessus de la valeur moyenne proposée par l'énoncé.L'expérience ne permet pas de valider la théorie du chimiste.
D.Chimie organique
1.NH2= Fonction amine
R-COO : fonction ester
2.1. 4 nitro toluène( ou 4 nitro méthylbenzène )
2.2. L'acide nitrique HNO3permet la nitration du toluène
3
2.3 Il se formerait minoritairement (encombrement stérique) le composé ortho.
2- + - 3+ 3.1 Cr2O7+6e =2Cr +7H +14H 2O
- + 2H2O+RCH3=RCOOH+6e +6H (écritures simplifiees de A et B)
3.2.En éliminant les électrons
2- + 3+ RCH3+Cr2O7 +8H =RCOOH+2Cr +5H2O
-3.3 Le permanganate MnO4est un bon oxydant, moins dangereux que le dichromate
4.1 RCOOH+C2H5OH=RCOOC2H5+H2O
4.2 Il s'agit de l'éthanol
4.3 Estérification, réaction lente , limitée , athermique
4.4.On peut éliminer l'eau au fur et à mesure avec un appareil de Dean Stark, ou ajouter un catalyseur
5.NO2-ϕ-COOC2H5+ 3H2=NH2-ϕ-COOC2H5+2H20
4
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