1. Quelques espèces chimiques présentes dans le lait:

HS5: quels sont les principaux constituants du lait ?
Compétences:
 Identifier expérimentalement les groupes fonctionnels des composés organiques présents
dans le lait
 Traduire le nom d'une molécule en formule et/ou développée et réciproquement
 Ecrire la formule développée ou semi développée d'un alcool, d'un dérivé carbonylé, d'un
acide carboxylique à partir de sa formule brute.
1. Quelques espèces chimiques présentes dans le lait:
a. Glucides :
Les glucides sont une classe de molécules organiques contenant un groupement carbonyle
(aldéhyde ou cétone) et plusieurs groupements hydroxyles (-OH).
Les glucides étaient appelés historiquement hydrates de carbone. Leur formule est basée sur
le modèle
. Cependant, ce modèle n’est pas valable pour tous les glucides, qui
contiennent, pour certains, des atomes d’azote ou de phosphore.
b. Lipides :
Les lipides constituent la matière grasse des être vivants. Ce sont des molécules hydrophobes
(qui ne se mélangent pas avec l’eau) constituées de carbone, d’hydrogène et d’oxygène et
ayant une masse volumique inférieure à celle de l’eau.
Les lipides peuvent se présenter à l’état solide, comme dans les cires, ou liquides comme
dans les huiles.
c. Protides :
Un protide est polymère d’acide aminé (grande molécule). Ce sont des molécules qui
contiennent une fonction acide carboxylique
et une fonction amine
).
Ces molécules sont des éléments essentiels à la vie de la cellule.
d. Autres :
Une vitamine est une substance organique qui est à la fois nécessaire, en faible quantité, au
métabolisme d’un organisme vivant, et qui ne peut être fabriquée en quantité suffisante par
cet organisme. Elles doivent être apportées en quantité suffisante par l’alimentation.
L’eau est indispensable au bon fonctionnement d’un organisme. Sans apport d’eau, un être
humain meurt en 2 à 3 jours. Un être humain est composé en moyenne de 60% d’eau et la
plupart des réactions chimiques qui se produisent dans le corps se font en présence d’eau.
L’absence de sels minéraux (ions) peut être à l’origine de maladies par carence.
T Pro
HS5: quels sont les principaux constituants du lait ?
T Pro
2. Chimie organique et hydrocarbures
a. Définition:
Un composé chimique est dit organique lorsque sa molécule possède au moins un atome de
carbone lié à au moins un atome d'hydrogène.
Il existe donc une très grande quantité de composés organiques, ils jouent un grand rôle dans les
réactions chimiques se produisant dans les organismes vivants. Ils sont aussi au cœur de l'industrie
du pétrole.
b. Tétravalence de l'atome de carbone:
L'atome de carbone (numéro atomique
) possède la structure électronique suivante:
Pour respecter la règle de l'octet, cet atome va pouvoir offrir quatre liaisons covalentes: on dit qu'il
est tétravalent.
c. Isomérie:
La formule brute est l'écriture la plus compacte décrivant une molécule. Elle indique le type et le
nombre d'atomes qui constituent cette molécule
Exemple: le méthane a pour formule brute
d'hydrogène)
(un atome de carbone et quatre atomes
La formule développée d'une molécule fait apparaître toutes les liaisons au sein de cette molécule
Exemple: la formule développée de la molécule de méthane est:
La formule semi-développée d'une molécule ne fait pas apparaître les liaisons carbone-hydrogène
Exemple: la formule semi-développée de l'éthane (
) est :
HS5: quels sont les principaux constituants du lait ?
T Pro
Définition:
On appelle isomères des molécules qui possèdent la même formule brute mais pas la même
structure; elles ont donc des formules développées (ou semi développées) différentes.
Exemple:
d. Les hydrocarbures:
Les hydrocarbures sont des composés organiques qui ne contiennent que du carbone et de
l'hydrogène.
Parmi ces molécules, on distingue les alcanes qui sont des hydrocarbures qui ne possèdent que des
liaisons simples. Leur formule brute est
. Leur nom se termine toujours par "ane" et possède
un préfixe donné par le tableau suivant:
Nombre d'atomes de carbone
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Préfixe
Méth…
Eth…
Prop…
But…
Pent…
Hex…
Hept…
Oct…
Non…
Nom de l'alcane
Méthane
Ethane
Propane
Butane
Pentane
Hexane
Heptane
Octane
Nonane
Remarque : les alcanes à chaine ramifiée
Considérons l’alcane de formule brute
:on peut avoir deux formules semi-développées
2-méthylbutane
pentane
HS5: quels sont les principaux constituants du lait ?
Ce sont deux isomères, pour déterminer leur nom, on suit les règles suivantes :
 Le nombre d’atome de la chaine carbonée la plus longue donne le nom de l’alcane
 Il faut que le numéro du premier atome de carbone qui possède une ramification soit le plus
petit possible
 Les chaines qui constituent ces ramifications s’appellent des groupes alkyles
(ex
est le méthyle ;
est l’éthyle).
3. Les groupes fonctionnels des composés organiques :
a. Les alcools :
En chimie organique, un alcool est une molécule dont l’un des atomes de carbone est relié à un
groupement
. Le nom de l’alcool est obtenu en remplaçant le « e » final de l’alcane par « -ol ».
Exemple :
 le méthanol
 le propan-2-ol :
L’éthanol (ou alcool éthylique) entrant dans la composition des boissons alcoolisées est un cas
particulier ; mais tous les alcools ne sont pas propres à la consommation. En particulier, le méthanol
est toxique et mortel à haute dose.
Nomenclature :
On indique le numéro de l’atome de carbone qui porte le groupement
(exemple le propan-2-ol
indique que le groupement
est situé sur le carbone n°2 de la chaine carbonée principale).
b. Composés carbonylés : aldéhyde et cétone
Un composé carbonylé est un composé organique comportant une double liaison entre un atome de
carbone et un atome d’oxygène.
Les cétones et les aldéhydes font partie de la famille des dérivés carbonylés.
T Pro
HS5: quels sont les principaux constituants du lait ?
T Pro
Une cétone est un composé organique faisant partie de la famille des composés carbonylés (qui
comporte donc un groupement
).
Une cétone contient donc la séquence :
pas de simples hydrogènes.
où
et
sont des chaines carbonées et
Nomenclature :
Le nom de la cétone s’obtient en ajoutant le suffixe « -one » au nom de l’hydrocarbure
correspondante, en précisant la place de la liaison carbonyle dans la chaîne carbonée.
Exemple :
L’acétone (propan-2-one) a pour formule semi-développée
Un aldéhyde est un composé organique de la famille des composés carbonylés (qui comporte donc
un groupement
)
Un aldéhyde contient la séquence
où
représente une chaîne carbonée.
Nomenclature :
Le nom de l’aldéhyde est formé en remplaçant le « e » de l’hydrocarbure correspondant par « al ».
Exemple :
L’aldéhyde le plus simple est le méthanal :
c. Les acides carboxyliques :
Un acide carboxylique est une molécule qui contient un groupement carboxyle
séquence (où est une chaîne carbonée)
. Il contient la
HS5: quels sont les principaux constituants du lait ?
On les trouve de manière abondante dans la nature sous la forme d’acides gras (lipides) et ils sont
très importants en chimie industrielle.
L’acide acétique, par exemple, est non seulement une brique essentielle pour les molécules
complexes que l’on trouve en biologie mais c’est aussi une molécule produite industriellement et que
l’on trouve dans le vinaigre.
Exemple :
L’acide acétylsalicylique (aspirine) a pour formule :
Remarque :
Les acides aminés, qui sont les composants de base des protéines, sont des acides carboxyliques
T Pro