Exercice I Quels sucres pour s’alimenter ?
(7,5 points) 1.1. Dans les deux cas, la formule brute C6H12O6 (1 point)1.2. Ce sont des isomères car elles ont la même formule brute (0,25 point) mais pas la même formule semi-développée (0,25 point) 1.3. La molécule est le Glucose (0,25 point) qui présente le groupe caractéristique des aldéhydes
2.
Cet hydrogène (0,25 point)
Solution sucrée
Les points sont répartis de la façon suivante:
- un tracé des schémas normalisés (0,25 points).
- indiqué le chauffage (0,25 points).
- indiqué les réactifs (0,25 points).
- le résultat du test (un précipité rouge brique) (0,25 points).
3. On a une concentration de 0,20 mol.L-1. Celà signifie qu’1 Litre de la solution contient une quantité de matière de 0,20 moles (0,25 points).
m
On applique la relation M = soit m = n x M (0,25 points) = 0,20 x 1,0 x 180,0 = 36 g (0,25 pts résultat + 0,25 pts unité) n
4. Ce coureur est à la fin de la préparation d’un marathon et est donc affuté. Il ne court pas pour maigrir mais a besoin de stocker de l’énergie (0,25 points) pour le jour de l’épreuve. Il préférera donc la boisson au glucose (0,25 points).
5.1. Le caractère acide de ces deux molécules, provient du groupe carboxyle COOH (0,5 points)
Remarque. Plus précisèment, le caractère acide de ce deux molécules, provient de l’atome hydrogène du groupe COOH 5.2. (0,5 points)
5.3. Ce carbone est asymétrique, car c’est un carbone qui établit 4 liaisons avec 4 atomes ou groupes d’atomes différents (1 pt) 5.4. La présence d’un seul carbone asymétrique fait que cette molécule soit chirale (0,5 pt)
5.5. D’après la demi-équation donnée, l’acide pyruvique capte des électrons et est donc réduit (0,5 pt)
Remarque. On pouvait aussi dire que l’acide pyruvique appartient au couple acide pyruvique / acide lactique, c’est donc par définition un oxydant, il ne peut donc qu’étre réduit.
*
Exercice II Comment déterminer sa lactatémie ?
1. On me demande d’établir la réaction de l’acide lactique avec l’ion hydroxyde HO-. CH3 - CHOH - COOH + HO- CH3 - CHOH - COO- + H2O Explications.
D’après l’énoncé, on m’indique que l’acide lactique CH3 - CHOH - COOH a pour base conjuguée l’ion lactate CH3 - CH - COO-. Il s’agit bien d’une réaction acido-basique, où l’acide lactique réagit avec la base HO- en «échangeant» un proton. Ce proton est «récupéré» par HO- qui ainsi se transforme en son acide conjugué H2O
Le barème
0,25 pt pour une réponse partielle CH3 - CHOH - COOH + HO- CH3 - CHOH - COO- 0,5 pt pour réponse juste CH3 - CHOH - COOH + HO- CH3 - CHOH - COO- + H2O 2. 1. Burette 2. Becher 3. Sonde pHmétrique (pHmètre accepté) 4. Agitateur
3.
12,5 mL Les points sont répartis de la façon suivante:
- le tracé des deux tangentes (0,25 points).
- le tracé de la perpendiculaire (0,25 points).
- le tracé de la troisième parallèle en faisant apparaître son équidistance des deux premières tangentes (0,25 points).
- le tracé qui permet de déterminer la valeur du volume équivalent (0,25 points).
Remarque
Il est aussi accepté la résolution suivante, qui ne demande pas de tracer une perpendiculaire.
12,5 mL 12,5 mL
Exercice III Comment la physique vient au service de la course à pied ?
F 1. Pour calculer une pression P, on applique la relation P =
S
1000 1000
Dans les deux calculs demandés, la force F a pour valeur F = 1 000 N Pa = = 1,0 x 105 Pa Pt = = 3,3 x 105 Pa 100 x 10-4 30 x 10-4
Remarque La surface est donnée en cm² alors que dans le calcul elle doit s’exprimer en m². Ainsi Sa = 30 cm² = 30 x 10-4 m² Les points sont répartis de la façon suivante:
- conversion des cm² en m² pour les surfaces (0,25 points).
- le calcul (0,25 points).
- le résultat (0,25 points).
- l’unité de la pression calculée. (0,25 points).
1.2. On a bien une pression plus faible dans le cas de la foulée naturelle. Les effets sur les articulations seront donc moindres (0,5 pts) 2.1. D’après le document, on perd au minimum1 L par heure de course. La course étant de 2 h 30, il faut donc emporter au minimum 2,5 L d’eau (1 pt).
V
2.2.1. D = (0,5 pts)
t 50,0 x 10-6
2.2.2. D = = 25,0 x 10-6 = 2,5 x 10-5 m3.s-1. 2,0
Remarque Le volume est donné en mL alors que dans le calcul elle doit s’exprimer en m3. Ainsi V = 50,0 mL = 50 x 10-6 m3 Les points sont répartis de la façon suivante:
- conversion des mL en m3 (0,5 points).
- le calcul (0,25 points).
p
2.3.1. On applique la relation D = soit p = R x D = 1,0 x 107 x 2,5 x 10-5 = 2,5 x 102 Pa (1 pt) R
2.3.2. D’après l’énoncé, un être humain crée facilement une dépression égale à 1,0 x 104 Pa, soit 100 x 102 Pa. Une valeur de dépression bien supérieure à la valeur 2,5 x 102 Pa (0,5 points)
2.4. On presse la poire pour éjecter l’eau que l’on a moins besoin d’aspirer. L’effort est fait par la main et ne perturbe pas la respiration du coureur. (0,5 points)
c 3,00 x 108
3.1. On applique la relation = = = 1,9 x 10-1 m = 19 cm (0,5 pt)
1 575 x 106
Remarque La fréquence est donnée en MHz. Or dans le calcul elle doit s’exprimer en Hz. Ainsi = 1 575 MHz = 1 575 x 106 Hz 3.2. A = UV (0,5 pt) B = Domaine Visible (0,5 pt) C = IR (0,5 pt)
3.3. On a calculé une longueur d’onde = 19 cm, bien au-dessus de 1 mm. C’est donc une onde hertzienne, une onde radio, une onde invisible (0,5 pt)
Cb x VbE
4.1. A l’équivalence on a la relation Ca x Va = Cb x VbE On en déduit Ca = (0,5 pts) Va
2,0 x 10-4 x 12,5
4.2. Ca = = 5,0 x 10-5 mol/L (0,5 pts) 50,0
4.3. On a prélevé 1 mL de sang que l’on a dissout dans un volume de 50 mL d’eau... soit une dilution d’un facteur 50 (0,25 pts).
Donc la concentration d’acide lactique dans le prélèvement sanguin est 50 (x) élevée, soit C = Ca x 50 = 5,0 x 10-5 x 50 = 2,5 x 10-3 mol.L-1 (0,25 pts)
4.4. C = 2,5 x 10-3 mol.L-1 = 2,5 mmol.L-1.
D’après l’énoncé, le seuil d’anaérobie correspond à une concentration supérieure à 4 mmol.L-1. Nous avons déterminé une concentra- tion de 2,5 mmol.L-1 donc inférieure à ce seuil. Le seul d’anaérobie n’est donc pas encore atteint. Il a atteint le seuil d’aérobie (0,5 pts)
