D EVOIR DE S CIENCES - P HYSIQUES N °8

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D EVOIR DE S CIENCES - P HYSIQUES N °8

A.

L A " RÉACTION " DE M AILLARD ( / 9)

1. Cf. ci-après :

2. Un carbone asymétrique est un atome de carbone lié à 4 atomes ou groupes d'atomes différents.

3. Étude de la molécule d'alanine :

a. L'alanine, possédant un seul atome de carbone asymétrique, est une molécule chirale : non superposable à son image dans un miroir 

b. Représentation de Cram de ces stéréoisomères  c. Ces deux stéréoisomères sont des énantiomères.

4. Mécanisme d’une partie de la "réaction" de Maillard :

a. L'atome d'azote du groupe amine, porteur d'un doublet électronique, dans l'alanine, est donneur d'électrons. L'atome de carbone du groupe carbonyle, dans la fonction aldéhyde du glucose, est déficitaire en électrons. La liaison C=O est polarisée car l'atome d'oxygène est plus électronégatif que l'atome de carbone : (O) > (C). Ce carbone est donc accepteur d'électrons.

b. Étape 1 : Étape 2 :

c. Étape 2 : les flèches courbes modélisent les déplacements des doublets. La flèche doit partir d'un doublet non liant de l'atome d'oxygène et non de la charge moins : cf. ci-dessus

d. Étape 3 : A est une molécule d'eau (conservation des éléments). Il s'agit d'une réaction d'élimination.

groupe hydroxyle (fonction alcool)

groupe carbonyle (fonction aldéhyde)

groupe amine (fonction amine)

groupe carboxyle (fonction acide

carboxylique)

* * * * *

δ⁺ δ⁻

donneur accepteur



* *

2/2

B.

É TUDE DU P H D ' UN MÉLANGE ( / 11)

1.

^HNO2 (aq) + H2O (l) NO2–

(aq) + H3O⁺ (aq)

2.

^A1



² 2



³

NO . H O

K HNO

− +

   

   

= d'où :

( )   ( )

A1

2

A1 3

pK 2 pH

log K log NO log H O

HNO

−

  +

   

− = −  −  





²



A1

2

pH pK log NO HNO

 −

 

= +

 

 

3.

Diagramme de prédominance du couple HNO2/NO2– :

Diagramme de prédominance du couple HCO2H/HCO2– :

4.

Pour la solution d'acide nitreux : pH1 < pKA1  l'acide nitreux HNO2 prédomine.

Pour la solution de méthanoate de sodium : pH2 > pKA2  l'ion méthanoate HCO2– prédomine.

5.

HNO2 (aq) + HCO2–

(aq) NO2–

(aq) + HCO2H (aq)

6.

ⁿ1 = C1.V = 0,200,200 = 4,0.10^–2mol n2 = C2.V = 0,400,200 = 8,0.10^–2mol

7.

Tableau d'avancement de la réaction :

HNO2 (aq) + HCO2– (aq)

NO2–

(aq) + HCO2H (aq)

E.I. (x = 0) n1 n2 0 0

E.C.T. (x) n1 – x n2 – x x x

E.F. (xf) n1 – xf n2 – xf xf xf

8.

2 f



2



f ^{f 2 2 1}

total

x 3,3.10

NO HCO H 8,3.10 mol.L

V 0, 400

− − − −

  = = = =

 



_{2 f}



^{1 f 2 2 2 1}

total

n x 4, 0.10 3,3.10

HNO 1,8.10 mol.L

V 0, 400

− −

− −

− −

= = =

2 2

1 1

2 f

2 f

total

n x 8, 0.10 3,3.10

HCO 1, 2.10 mol.L

V 0, 400

− −

− − − − −

  = = =

 

 

^{pKA1 2}

A1 2 f 4 1

3 f 2

2 f

K . HNO 10 1,8.10

H O 1,1.10 mol.L

8,3.10 NO

− −

+ − −

− −

  = =  =

    ^ pH= −log H O 3 ⁺= −log 1,1.10

(

⁻⁴

)

=4, 0

Ou :

 

2 2

A1 2

2

NO 8,3.10

pH pK log 3,3 log 4, 0

HNO 1,8.10

− −

−

   

 

= +  = +  =

0 ^HNO2 3,3 ^NO2 14 pH

–

0 ^HCO2H 3,8 ^HCO2 14 pH

–