dst1-1s-c

1ère Gle - Spécialité SPC - DST n°1 - Correction
La notation tient compte de la rédaction, du vocabulaire utilisé, de la qualité de la présentation et de
l’orthographe. Les réponses doivent être justifiées. Les calculs doivent être précédés d’une expression littérale.
Les 4 exercices proposés sont indépendants, peuvent être traités dans un ordre différent.
L’utilisation de la calculatrice est autorisée.
MESURE EXPÉRIMENTALE DU VOLUME MOLAIRE
La réaction entre un acide et du magnésium
forme du dihydrogène . Pour s’assurer que tout le
magnésium ait réagi, on conseille un mélange de
de magnésium en ruban avec d’acide
chlorhydrique à . Il se forme de
gaz pour de magnésium disparu.
A la fin de la réaction, le volume de
dihydrogène recueilli est .
Données :
Masse linéique (masse par unité de longueur)
du ruban de magnésium : .
M a s s e m o l a i r e d u m a g n é s i u m :
1. Calculer la quantité initiale d’acide chlorhydrique.
La quantité initiale d’acide est :
Où représente le volume d’acide chlorhydrique introduit et la concentration molaire ( concentration en quantité de
matière) de l’acide chlorhydrique utilisé.
A.N. :
2. Déterminer la quantité de magnésium introduite.
Pour de ruban de magnésium, la masse de magnésium est :
La quantité de magnésium introduite :
Où est la masse molaire du magnésium.
A.N. :
L’équation de la réaction chimique observée est :
Mg
H2
7c m
100 m L
0,50 m ol .L−1
1m ol
1m ol
V(H2)= 70 m L
1,0 g.m−1
M(Mg)= 24,3 g.m ol−1
n1
C1=n1
V1
⟺n1=C1⋅V1
V1
C1
n1= 0,50 ×100 .10−3⟺n1= 5,0 .10−2m ol
n2
7c m = 7,0 .10−2m
m(Mg)= 7,0 .10−2(m)×1,0 (g.m−1)⟺m(Mg)= 7,0 .10−2g
n(Mg)=n2=m(Mg)
M(Mg)
M(Mg)
n2=7,0 .10−2
24,3
⟺n2= 2,9 .10−3m ol
Mg(s)+ 2 H+(aq)⟶Mg2+
(aq)+H2(g)
2019 - 2020
Page sur 1 5
[email protected]

1ère Gle - Spécialité SPC - DST n°1 - Correction
3. Dresser un tableau d’avancement, puis justifier la donnée :!«!Il se forme de gaz pour de magnésium
disparu.!»
La réaction est totale, «!tout le magnésium ait réagi!». dans ce cas l’avancement maximal est égal à l’avancement
final : . Il est évident que le réactif limitant est le magnésium, il se forme donc autant de dihydrogène gazeux en
quantité de matière qu’il y avait de magnésium à l’état initial. Les cœfficients stœchiométriques étant égaux à , «!Il se
forme de gaz pour de magnésium disparu.!»
4. Calculer la valeur du volume molaire dans les conditions de cette expérience.
Le réactif limitant est le magnésium. Dans ce cas :
Il se forme donc :
Le volume molaire se calcule par la relation :
Avec , le volume de dihydrogène recueilli :
DOPAGE AU SALBUTAMOL
Le salbutamol est une molécule que l’on trouve en
particulier dans la Ventoline pour le traitement de l’asthme. Sa
formule chimique est . Chez les sportifs, il améliore
la ventilation et permet une meilleure résistance à l’effort.
Christopher Froome, par exemple, est un cycliste asthmatique
qui a été soupçonné d’utilisation excessive de son médicament.
Son usage est donc réglementé et sa concentration en masse ne
doit pas dépasser lors d’une analyse d’urine. Pour
Christopher Froome, on a trouvé une valeur de .
1. Calculer la masse molaire du salbutamol.
La masse molaire du salbutamol est :
A.N. :
Données :
Masses molaires en :
1m ol
1m ol
Avancement
+
+
Etat initial
Etat intermédiaire
Etat final
10−3m ol
x
H2(g)
⟶
xf
x
50
Mg(s)
x= 0
2,9 −xf
x
0
2H+(aq)
50 −2⋅xf
2,9 −x
xf
0
Mg2+
(aq)
xf
50 −2⋅x
2,9
xma x =xf
1
1m ol
1m ol
2,9 −xf= 0 ⟺xf= 2,9 .10−3m ol
n(H2)=xf⟺n(H2)= 2,9 .10−3m ol
n(H2)=V(H2)
Vm
⟺Vm=V(H2)
n(H2)
V(H2)= 70 m L = 70 .10−3L
Vm=70 .10−3
2,9 .10−3⟺Vm= 24 L.m ol−1
C13H21NO3
1,0 mg .L−1
3,35 μm ol .L−1
M(C13H21NO3)= 13 ⋅M(C)+ 21 ⋅M(H)+M(N)+ 3 ⋅M(O)
M(C13H21NO3)= 13 ×12,0 + 21 ×1,0 + 14,0 + 3 ×16,0 ⟺M(C13H21NO3)=M= 239,0 g.m ol−1
g.m ol−1
C: 12,0 ; H: 1,0 ; N: 14,0 ; O: 16,0
2019 - 2020
Page sur 2 5
[email protected]

1ère Gle - Spécialité SPC - DST n°1 - Correction
2. En déduire la concentration en masse de salbutamol donnée par l’analyse de l’urine.
La concentration en quantité de matière de salbutamol est donnée par la relation :
La quantité de matière en salbutamol est donnée par la relation :
La concentration en masse de salbutamol est donnée par la relation :
d’où :
A.N. :
3. Christopher Froome risque-t-il une sanction ?
La concentration en masse de salbutamol est . Cette concentration est
inférieure à , Christopher Froome ne risque donc pas de sanction.
UN DOSAGE DE PROTÉINES PARTICULIER
MÉTHODE DE BRADFORD
En biochimie, la méthode de Bradford est une méthode d’analyse spectroscopique utilisée pour mesurer la
concentration des protéines en solution.
La méthode de Bradford repose sur une relation affine (droite affine) entre l’absorbance et la masse d’une espèce
chimique colorée en solution, et ce pour un intervalle de valeurs.
L’expérience est réalisée à (couleur bleue) en présence de bleue de Coomassie. Comme pour tout dosage par
spectrophotométrie, il faut au préalable effectuer un étalonnage. On prépare 5 tubes contenant des masses croissantes de
protéines et on mesure l’absorbance à .
1. Tracer la courbe d’étalonnage de l’absorbance en fonction de la masse.
t
C=n
V
n
n=m
M
⟺m=n⋅M
t
t=m
V
t=m
V
⟺t=n⋅M
V
⟺t=C⋅M
t= 3,35 .10−6×239,0 ⟺t= 8,01 .10−4g.L−1
t= 8,01 10−4g.L−1= 0,801 mg .L−1
1,0 mg .L−1
595 n m
595 n m
Masses (µg)
0
2
4
6
8
Absorbance
0,10
0,33
0,57
0,81
1,09
2019 - 2020
Page sur 3 5
[email protected]

1ère Gle - Spécialité SPC - DST n°1 - Correction
2. L’absorbance de la solution étudiée est de . A quelle masse de protéines cela correspond-il ?
Graphiquement on détermine, compte tenu de la précision du graphique on en déduit que la masse correspondant à
une absorbance de est d’environ .
En utilisant l’équation de la droite, on trouve une masse :
3. Sachant que le volume prélevé de solution étudiée est de , en déduire la concentration en masse de protéine
exprimée en .
La concentration en masse de protéine est donnée par la relation :
A.N. :
ECHELLE DE TEINTES
On dispose d’une solution de diiode dont on ne connaît pas la concentration et d’une autre de cocentration en
quantité de matière de diiode connue à . A l’aide d’une pipette jaugée, on prélève de la solution
de diiode dont la concentration est connue qu’on verse dans une fiole jaugée de et on complète avec de l’eau
distillée. On réalise à nouveau cette opération avec des volumes de , et de diiode. On verse ces
solutions dans quatre tubes à essai.
1. Calculer les concentrations en quantité de matière de diiode dans les quatre premiers tubes. Présenter vos résultats
dans un tableau.
La concentration en quantité de matière de diiode dans les 4 premiers tubes se calcule à partir du facteur de
dilution :
D’où :
Avec :
Il vient :
La solution de concentration à déterminer est trop concentrée, sa couleur ne correspond pas aux tubes test. A l’aide
d’une pipette jaugée, on prélève de la solution inconnue que l’on verse dans une fiole jaugée de . On ajoute
de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge. On verse la solution obtenue dans le 5ème tube à essai.
0,62
0,62
m= 4,3 μg
A= 0,123 ⋅m+ 0,088 ⟺m=A−0,088
0,123
⟺m=0,62 −0,088
0,123
⟺m= 4,3 μg
10,0 μL
t
g.L−1
t
t=m
V
t=4,3 .10−6
10 .10−6⟺t= 0,43 g.L−1
2,00 .10−2m ol .L−1
2,0 m L
20,0 m L
4,0 m L
6,0 m L
8,0 m L
F=Cmere
Cfille
⟺F=
n
Vpipette
n
Vfiole
⟺F=Vfiole
Vpipette
⟺Cmere
Cfille
=Vfiole
Vpipette
Cmere
Cfille
=Vfiole
Vpipette
⟺Cfille =Cmere ⋅
Vpipette
Vfiole
Cmere = 2,00 .10−2m ol .L−1
Vfiole = 20,0 m L
Tube 1
Tube 2
Tube 3
Tube 4
2,0
4,0
6,0
8,0
2,0
4,0
6,0
8,0
Cfille (m m ol .L−1)
Vpipette (m L)
10,0 m L
25,0 m L
2019 - 2020
Page sur 4 5
[email protected]

1ère Gle - Spécialité SPC - DST n°1 - Correction
2. Par comparaison de couleurs, estimer la concentration en de diiode dans le 5ème tube à essai.
Par comparaison des couleurs la concentration en quantité de matière de diiode dans le 5ème tube à essai est
comprise entre et .
3. En déduire alors la concentration en diiode dans la solution initiale.
La concentration en diiode dans la solution de départ est comprise entre :
et
Cette concentration est donc comprise entre :
C
m ol .L−1
C2= 4,0 .10−3m ol .L−1
C3= 6,0 .10−3m ol .L−1
Cmin =C2⋅Vdilue
Vconcentre
⟺Cmin =4,0 .10−3×25,0
10
⟺Cmin = 10 .10−3m ol .L−1
Cm a x =C3⋅Vdilue
Vconcentre
⟺Cmin =6,0 .10−3×25,0
10
⟺Cmin = 15 .10−3m ol .L−1
10 m m ol .L−1<C< 15 m m ol .L−1
2019 - 2020
Page sur 5 5
[email protected]