L'acide clavulanique est un inhibiteur de la bêta-lactamase, administré conjointement avec certaines pénicillines (telles que l'amoxicilline et la ticarcilline) afin d'en élargir le spectre. En effet, plusieurs bactéries se défendent contre les pénicillines à l'aide d'enzymes appelées bêta-lactamases. Ces enzymes hydrolysent le noyau bêta-lactame, la partie active des bêta-lactamines, rendant l'antibiotique inefficace. L'acide clavulanique est un substrat suicide des bêta-lactamases et se fixe de façon irréversible sur ces enzymes, les empêchant d’hydrolyser le noyau et permettant à l’antibiotique d’être efficace.
L’acide clavulanique est en général présent dans les médicaments sous forme de clavulanate de potassium, base conjuguée de l’acide clavulanique, plus soluble que celui-ci. Ces médicaments sont le plus souvent présentés sous forme d’une poudre qu’il faut dissoudre dans l’eau avant de l’ingérer.
Partie 1
a) Donner la définition d’une base selon Bronstëd
b) La formule de l’ion clavulanate, base conjuguée de l’acide clavulanique, est C8H8NO5-. Donner la formule brute de l’acide clavulanique.
c) Ecrire l’équation bilan de la mise en solution de l’ion clavulanate
d) On dissout 0,05 mol de cette base afin d’obtenir 100 mL de solution. Déterminer la concentration de la solution obtenue.
e) Le pH de la solution vaut 10,3. En déduire la concentration en ions oxonium H3O+ dans la solution.
f) Déterminer la concentration en ions hydroxyde HO – dans la solution ( Ke = 10-14 ). L’ion clavulanate est-il une base forte ou faible ? Justifier.
g) Le pKa du couple dans lequel se trouve l’acide clavulanique vaut 2,7. Compléter le diagramme de prédominance des espèces de ce couple donné en annexe.
h) Le pH de l’estomac est voisin de 1. Sous quelle forme se trouvera l’espèce chimique de ce couple lorsque la suspension buvable du médicament arrivera dans le milieu stomacal.
i) Expliquer, en vous aidant du texte et de la réponse à la question précédente, pourquoi c’est la forme basique qui est se trouve dans le médicament alors que c’est la forme acide qui est active.
Partie 2.
On désire vérifier que la quantité de clavulanate de potassium contenue dans un sachet de suspension buvable est bien celle annoncée par le fabriquant. Pour cela, on dissout un sachet dans 100 mL d’eau et on dose en réalisant un suivi pH-métrique l’ion clavulanate par une solution d’acide chlorhydrique (acide fort) de concentration CA = 3,5x10-2 mol.L-1. L’équation bilan de la réaction de dosage s’écrit
C8H8NO5-
+
H3O+ acide clavulanique + H2OTSTS4 Devoir de Sciences Physiques n°10 22/04/2010
a) Annoter le schéma du dosage donné en annexe.
b) On obtient une des deux courbes données en annexe. Laquelle ? Justifier
c) Par une construction graphique claire et précise, montrer que le volume versé pour atteindre le point d’équivalence vaut 15 mL
d) Déterminer la valeur du pH au point d’équivalence. Cette valeur est-elle en accord avec la réponse à la question f de la partie 1 ?
e) En déduire que la quantité d’ion oxonium versés pour atteindre le point d’équivalence vaut 5,25x10-4 mol.
f) A partir de l’équation bilan, déterminer la quantité d’ion clavulanate contenue dans les 100 mL dosés.
g) La masse molaire moléculaire du clavulanate de potassium vaut 237 g.mol-1. Déterminer la masse de clavulanate de potassium contenue dans un sachet de suspension buvable. L’indication fournie par le fabriquant est-elle correcte ?
Feuille Annexe
Partie 1 Question g
Partie 2 Question a
0 14
pH
3.00
Nom : Prénom
Partie 2 Question b,c et d
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Va ( mL )
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
pH
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Vb ( mL )
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
pH
