Épreuve écrite de Chimie

Banque Agro Veto. Session 2013
Rapport sur le concours B ENV
Épreuve écrite de Chimie
Concours
B ENV
Nombre de
candidats
364
Moyenne
Ecart-type
7
5
Note la plus
basse
0
Note la plus
haute
20
Les remarques générales des rapports précédents demeurent d’actualité. Nous invitons
vivement les candidats à s’y reporter.
La note moyenne de cette épreuve est de 07/20. Cette moyenne tient compte de
l’harmonisation entre correcteurs qui conduit à affecter 20/20 à la meilleure copie. L’épreuve
de chimie porte sur l’aspartame, avec quatre parties indépendantes. Le sujet est classique avec
une part importante pour la chimie générale. Les notions de chimie organique abordées étaient
sans difficulté particulière.
Le jury constate, comme les années précédentes, que beaucoup de candidats se présentent à
l’épreuve sans l’intégralité des prérequis. Les connaissances de cours constituent toutefois un
passage obligé au regard de la réussite de l’épreuve. En effet, certaines questions sont très
proches du cours. Les applications numériques sont aussi importantes que les expressions
littérales. Il est également apprécié de commenter les valeurs numériques obtenues (réactions
quantitatives, lentes…). Et le jury rappelle également le caractère indispensable des unités
pour chaque résultat numérique.
Pour les réactions en chimie organique, il est rappelé aux candidats de veiller à placer les
flèches de mécanisme dans le sens de déplacement des électrons d’un site nucléophile vers un
site électrophile. Les équations bilan doivent bien évidemment être équilibrées qu’il s’agisse
de la partie chimie organique ou bien de la chimie générale. Depuis quelques années déjà, une
partie de l’épreuve rappelle que la chimie est une science expérimentale et nous nous
attendons à ce que les étudiants connaissent les montages classiques de la chimie organique,
comme indiqué dans le programme. Ces schémas doivent bien entendu être légendés.
Partie A : Le méthanol
Cette partie porte sur la thermodynamique de la synthèse du méthanol. Il s’agit d’étudier les
déplacements d’équilibre et en déduire les conditions opératoires de synthèse dans l’industrie.
Les questions relatives aux déplacements ont été traitées en général sans utiliser l’affinité
comme proposé dans l’énoncé. Cependant, les lois de modérations sont en général connues,
ce qui permettait de répondre aux questions suivantes.
En revanche, peu d’étudiants ont parlé de l’importance de la cinétique dans l’industrie, de la
sélectivité des réactions par l’utilisation de catalyseurs et du recyclage des produits.
Les questions A.8 et A.9 sont classiques, encore fallait-il exprimer la constante d’équilibre en
fonction des pressions partielles et non des concentrations et ne pas oublier le nombre de
moles totales de gaz dans le tableau d’avancement.
Partie B : La phénylalanine
Cette partie traite de la synthèse de la phénylalanine. Il n’y avait pas difficulté particulière.
Malgré tout, les équations bilans ne sont pas équilibrées dans trop de copies, notamment la
réaction d’oxydo-réduction. Il reste encore des schémas farfelus pour la synthèse de
l’organomagnésien, mais pour les copies où le montage était correct nous avons remarqué
avec satisfaction que la sécurité du dispositif expérimental a été prise en compte par la
majorité des étudiants, comme cela avait été indiqué dans le rapport précédent.
Le jury trouve inacceptable de trouver sur des copies de concours de ce niveau, des molécules
qui ne respectent pas la structure de Lewis (règle de l’octet). Il y a encore beaucoup trop de
confusion sur l’activité optique : la molécule F obtenue possède bien un carbone asymétrique,
mais le composé F étant obtenu de manière racémique, il ne présente donc pas d’activité
optique. Quelques étudiants seulement ont trouvé la structure de I, sel d’ammonium
quaternaire de la phénylalanine.
Partie C : L’acide aspartique
Dans cette troisième partie, on étudie les propriétés acido-basiques de l’acide aspartique,
acide aminé possédant une fonction acide carboxylique sur la chaîne latérale. Nous rappelons
que dans la représentation de Fischer des acides aminés, la fonction acide carboxylique de la
fonction α-aminoacide est en haut. Du fait de l’effet inductif attracteur de l’amine, le pKa de
cette fonction acide est diminué (pKa1). La deuxième fonction acide plus éloigné de l’amine
présente un pKa plus élevé (pKa2). Enfin, l’amine est une fonction basique avec un pKa
d’environ 9,6. Le diagramme de prédominance des espèces peut alors se déduire des
remarques précédentes.
La question C21 a été dans l’ensemble mal traitée. Le pH initial est supérieur à celui d’une
solution d’un monoacide faible, car compte tenu de la faible valeur du pKa1, l’acide aspartique
n’est pas un acide faible, il se dissocie dans l’eau. Le 1er saut de pH correspond alors au
dosage de la fonction acide de la chaine latérale et le 2ème saut à celui de l’amine. Le 1er saut
de pH est donc le plus important (ΔpH = 9,6-3,6 = 6), alors que le 2ème varie de pH 9,6 vers 13
(soude décimolaire). Beaucoup de valeurs fausses pour V2 et même absurdes (500 L par ex).
Partie D : L’aspartame
Le mécanisme de l’estérification est généralement bien connu. Il faut rappeler que cette
réaction est catalysée en milieu acide pour activer la fonction C=O de l’acide carboxylique.
En éliminant l’eau, on peut déplacer l’équilibre vers la formation de l’ester. Peu d’étudiants
sont parvenus à la dernière question et encore moins ont trouvé la structure chimique de
l’aspartame.
Correcteurs : Thanh Ha Duong, Miryana Hemadi, Bruno Le Bizec