V2-Sucres et édulcorants

SUCRES ET EDULCORANTS
Classes concernées : 2nde (enseignement thématique), 1ère L et TS spé
Biblio : Livres de 2nde (Hachette) et 1ère L (Bordas) + BO et accompagnements
internet : http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/CHIM/olympiad/Sujet5c.pdf
ftp://ftp.ac-toulouse.fr/pub/sc_phy/chi/ter/c0spe/csptp12a.doc
INTRODUCTION
Les sucres ou glucides (encore appelés hydrates de carbone) sont des composés organiques de
formule brute Cm(H2)n dont la structure est variable selon la nature du sucre. Il existe
effectivement des sucres de petite taille moléculaire (glucose, fructose, saccharose…) et
d’autres assimilés à des polymères tels que l’amidon. Ils sont nécessaires à la vie puisqu’ils
sont le carburant pour le bon fonctionnement de nos cellules.
Les premiers d’entre eux sont des sucres rapides. De fort index glycémique, ils provoquent
une forte production d’insuline, laquelle engendre des réactions déstabilisantes tant physiques
(jambes en coton) que psychiques (baisse de vigilance). Le remplacement de ces glucides par
des produits de substitution (édulcorants) au fort pouvoir sucrant mais ne présentant pas les
mêmes inconvénients peut être une bonne alternative.
Les autres sont des sucres lents ; ils se transforment en glycogène dans le corps et sont stockés
pour être utilisés lors d’efforts importants. Ils se retrouvent dans les pâtes notamment et font
le bonheur des sportifs de haut niveau.
Nous nous intéresserons dans ce montage à la caractérisation de ces glucides, au dosage des
sucres rapides dans un jus de fruit et à la réaction d’hydrolyse d’un édulcorant : l’aspartame.
I. PRESENTATION DE TESTS CARACTERISTIQUES
(2nde, 1ère L)
1. Des sucres rapides
Les sucres rapides comme le glucose et le fructose sont des sucres dits réducteurs. En effet, ils
donnent des tests positifs avec :
- la liqueur de Fehling
- le réactif de Tollens
Matériel
- 4 tubes à essais
- 2 mL de glucose
- 2 mL de fructose
- 2 mL de liqueur de Fehling
- 2 mL de réactif de Tollens
- une source de chaleur + une pince
Protocole
dans chacun des tubes à essais, introduire 1 mL de solution à caractériser
(2 de glucose et 2 de fructose).
y ajouter 1 mL de liqueur de Fehling (1 de glucose et 1 de fructose) et 1 mL
de réactif de Tollens (1 de glucose et 1 de fructose).
chauffer les 2 tubes avec la liqueur de Fehling. Observer la formation d'un
précipité rouge brique de Cu2O.
observer l'apparition d'un miroir d'argent pour les 2 autres tubes.
Ces tests positifs au réactif de Tollens et à la liqueur de Fehling témoignent de la présence de
sucres réducteurs : glucose et fructose (négatif avec la saccharose).
1. Des sucres lents
L'amidon, comme la cellulose, est un sucre macromoléculaire. Il est l'un des principaux
constituants des féculents et notamment du pain. Il réagit au contact d'une solution d'eau
iodée.
Matériel
- 1 tube à essais
- empois d'amidon
- 1 mL d'eau iodée
Protocole
introduire dans le tube de l'empois d'amidon et l'eau iodée
observer l'apparition d'une teinte bleu-foncé caractéristique.
Le test positif à l'eau iodée témoigne de la présence d'amidon.
On aurait pu vérifier que les sucres réducteurs ne réagissent pas à l'eau iodée et que l'amidon
ne réagisse pas à la liqueur de Fehling et au réactif de Tollens.
Il est aussi possible de faire des tests sur des produits alimentaires (fruits, pain, riz, eau,
sucre de canne, miel, boisson, farine).
II. DOSAGE DES SUCRES REDUCTEURS D'UN JUS D'ORANGE (2nde, TS spé)
1. Opérations préliminaires
Le jus d'orange contient du saccharose, du glucose et du fructose. On note Cs et Cg les
concentrations molaires respectives du saccharose et du glucose dans le jus d'orange.
On presse une orange puis on recueille le jus en filtrant sur büchner. (compétences acquises
en 2nde)
Matériel
- une fiole jaugée de 50 mL avec bouchon.
Protocole
- on prélève 10 mL de filtrat que l'on dilue jusqu’à
50 mL pour obtenir une solution J. Soit Cj, la vers
concentration
On a donc Cg = 5.Cj
Si on est pressé, on peut utiliser une ampoule de 10 mL de jus toute prête.
A effectuer au choix selon le domaine envisagé :
2. Méthode par comparaison
(2nde)
Pour déterminer la concentration totale en glucose et en fructose d'un jus d'orange, on utilise
une méthode par comparaison.
Matériel
− une burette
− 2 béchers de 100 mL
− 1 agitateur + plaque chauffante
−
−
−
−
2 barreaux aimantés
une solution de glucose (CO = 1,0,10-2 mol.L-1)
40 mL de liqueur de Fehling
le jus de fruit
Protocole
placer 20 mL de liqueur de Fehling dans un bécher, y ajouter un barreau aimanté et
porter à ébullition douce.
en agitant, ajouter lentement à la burette la solution de glucose jusqu'à l'observation de
la disparition totale de la teinte bleue dans le bécher.
on en déduit la quantité de sucre à incorporer pour réduire totalement la liqueur de
Fehling dans le bécher. (ex : Veq = 15,0 mL ; nglucose = 1,5.10-4 mol).
nd
rincer la burette et utiliser le 2 bécher, dans lequel on incorpore 20 mL de liqueur de
Fehling toujours portée à ébullition douce.
en agitant, ajouter lentement à la burette le jus d'orange jusqu'à l'observation de la
disparition totale de la teinte bleue-verte dans le bécher.
on en déduit la quantité de sucre dans le volume de jus ajouté par comparaison (ex :
Veq = 18,7 mL OR nglucose = 1,5.10-4 mol DONC CO # 8.10-3 mol.L-1 soit 1,44g L-1
(Mglucose = Mfructose =180 g.mol-1 )).
On dose le glucose et le fructose du jus de fruit par la liqueur de Fehling
(on considère qu'ils réagissent de la même façon vis-à-vis de la liqueur de Fehling).
Transition
Pour doser le saccharose d'un jus, il aurait fallu l'hydrolyser afin de le transformer en
glucose et en fructose. Cette hydrolyse s'opère en milieu acide. Et pour l'amidon?
Faire le test de Fehling sur un mélange (salive + amidon) et (amidon) : l'hydrolyse de
l'amidon donne du glucose. Conclure.
Qu'en est-il pour les édulcorants? Qu'obtient-on après leur hydrolyse?
III. ETUDE D'UN EDULCORANT : L'aspartame
(TS spé)
L'objectif est de montrer, à l’aide la technique de chromatographie sur papier, que
l’aspartame, constituant d’édulcorants usuels, est synthétisé à partir, entre autres, de deux
acides α-aminés : la phénylalanine et l’acide aspartique.
1, Hydrolyse
L’aspartame est hydrolysé à chaud en milieu acide pour obtenir deux acides α-aminés : la
phénylalanine (ou acide 2-amino-3-phénylpropanoïque et l’acide aspartique (ou acide 2aminobutanedioïque) et du méthanol.
Équation de la réaction d’hydrolyse de l’aspartame:
H
O
C
HO
CH2
CH
C
N
NH2 O
O
CH
CH2
2 H2O
O
C
CH2
HO
C
O
+
O
CH3
CH
NH2
acide aspartique
aspartame
+
C
H2N
OH
CH
CH2
+
CH3OH
C
O
OH
phénylalanine
Les produits de l’hydrolyse sont identifiés par une chromatographie comparée avec des
solutions d’acides α-aminés connues.
Matériel
− erlenmeyer de 100 mL
®
®
®
®
− comprimés de « sucrette » (Aspasuc , Canderel , Carte blanche , Pouss’suc , etc.)
−
acide chlorhydrique de concentration molaire 1 mol.L-1
− bouchon pour erlenmeyer muni d’un réfrigérant à air
− agitateur magnétique et barreau aimanté
− plaque chauffante et grand cristallisoir
− béchers de 100 mL
− solution d’hydrogénocarbonate de sodium à 10 %
− papier pH
Protocole
Hydrolyse de l’aspartame
dans un erlenmeyer, placer deux comprimés contenant de l’aspartame et introduire
20 mL d’acide chlorhydrique. Agiter pour dissoudre.
adapter un réfrigérant à air sur l’erlenmeyer.
porter à reflux à l’aide d’une plaque chauffante pendant 30 minutes : solution A.
Neutralisation de la solution d’aspartame hydrolysée
• refroidir l’erlenmeyer contenant la solution préalablement chauffée sous l’eau du robinet
puis vider son contenu dans un becher.
• ajouter quelques gouttes de solution d’hydrogénocarbonate de sodium.
• tout en agitant, continuer d’ajouter progressivement la solution d’hydrogénocarbonate
jusqu’à ce que l’effervescence provoquée n’ait pratiquement plus lieu : solution A’.
• vérifier, à l’aide d’un papier pH, que la solution A’ est quasiment neutre.
2. Caractérisation des espèces par chromatographie
Porter des gants pendant toute la durée de la chromatographie pour ne pas toucher le
papier Whatman avec les doigts afin d’éviter que les acides α-aminés de la peau ne
perturbent la chromatographie en se déposant sur le papier.
Matériel
− matériel pour chromatographie papier
−
solution aqueuse de phénylalanine de concentration massique environ 4 g.L-1
−
solution aqueuse d’acide aspartique de concentration massique environ 4 g.L-1
−
solution aqueuse d’un acide α-aminé au choix (alanine, leucine ou autre) de concentration
massique environ 4 g.L-1
− éluant : mélange butan-1-ol/eau/acide acétique pur dans le rapport 30/10/10 en volume
− révélateur : solution de ninhydrine à 2 % dans l’acétone, en pulvérisateur
Protocole
Réaliser les dépôts suivants
-
solution d’aspartame hydrolysée (A’)
solution aqueuse d’aspartame (un comprimé dans environ 5 mL d’eau distillée)
solution de phénylalanine
solution d’acide aspartique
réaliser l’élution pendant 20 à 30 minutes.
vaporiser la solution de ninhydrine sur le chromatogramme. Sécher au sèche cheveux
puis porter sur une plaque chauffante jusqu’à ce que des taches colorées apparaissent.
La ninhydrine est toxique ; opérer sous la hotte, porter un masque.
CONCLUSION
les sucres, nous l'avons vu, sont essentiels à la vie. Ils constituent le carburant pour le bon
fonctionnement de notre corps.
Directement assimilés dans le sang, les sucres réducteurs ont un pouvoir sucrant important
tant recherché dans la cuisine. Cependant, leur couplage à la formation d'insuline crée des
dysfonctionnements physiques importants chez certaines personnes. Pour y remédier, l'apport
des édulcorants est nécessaire, d'autant plus que son hydrolyse acide (dans le corps) aboutit à
l'apparition d'acides α-aminés.
L'amidon contenu dans les féculents peut se stocker sous forme de glycogène dans le corps,
recherché par les sportifs. Il n'est pas directement assimilé dans le sang. Macromolécule
construite à partir du monomère glucose, l'hydrolyse acide, catalysée par certains enzymes
(amylases salivaire, intestinale et pancréatique) permet la transformation de l'amidon en sucre
réducteur et donc l'assimilation.
Questions
Q1
Pourquoi le fructose, n'ayant pas de fonction aldéhyde, réagit à la liqueur de
Fehling?
R1
sa réactivité vis-à-vis du Felhing est attribuée au groupe acyloïne -CO-CHOH-.
Q2
Citer d'autres édulcorants que l'aspartame (1965).
R2
le premier, découvert en 1878, est la saccharine (E954) de pouvoir sucrant très fort
mais de goût mauvais ; les polyols comme le sorbitol, de faible pouvoir sucrant mais évitant
les caries.
Q3
R3
Donner les formules des molécules de glucose et fructose.
glucose : CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO ;
fructose : CH2OHCOCHOHCHOHCHOHCH2OH
Q4
Le glucose possède-t-il des atomes de carbone asymétriques ?
R4
Le glucose possède 4 atomes de carbone asymétrique, atomes de carbone entourés de 4
groupements différents.
Q5
Si l’on réduit la fonction “-CHO” du glucose en “-CH2OH”, le nombre d'atomes de
carbone asymétrique est-il modifié ?
Si l’on réduit “-CHO” en “-CH2OH”, le nombre d’atomes de carbone asymétrique
R5
n’est pas modifié car le carbone n’est pas entouré de 4 groupements différents.
Q6
Écrire la demi-équation rédox correspondant à la réduction du glucose. On note RCHO
le glucose et RCH2OH sa forme réduite.
R6
RCHO + 2H+ + 2e- = RCH2OH
Q7
R7
Écrire les équations-bilan des réactions se produisant avec la liqueur de Fehling.
22Il se produit : 2CuT2 + 2OH +2e = Cu2O + 4T +H2O
RCHO + 3OH = RCOO + 2H2O + 2e2CuT22- + RCHO +5OH- = RCOO- + Cu2O +3H2O + 4T22avec T ion tartrate
Connaître la composition des 2 solutions mises volume à volume pour obtenir la liqueur de Fehling .
Solution A : CuSO4,5H2O + H2SO4+ eau
Solution B : Tartrate de sodium et de potassium C4H4O6KNa,4H2O + NaOH + eau
Globalement quand on réalise de mélange volume à volume de A + B la solution est basique, la quantité de
soude mise dans B impose un pH final basique. Comme les ions tartrate –COO – CHOH – CHOH – COOcomplexent les ions Cu2+ on n’a pas de précipité de Cu(OH)2.
2nde
Extrait du BO
E
nseignement
thématique
Le contenu détaillé de l’enseignement thématique ne relève pas, à proprement parler, d’un programme
précis, puisque tout sujet prolongeant et illustrant les notions traitées dans l’enseignement fondamental, et
n’introduisant pas de nouvelles connaissances exigibles, peut convenir. C’est à l’enseignant, en fonction de
ses intérêts personnels, de la nature de sa classe et des objectifs pédagogiques qu’il se fixe, à déterminer
le ou les thèmes qu’il entend traiter. Ce choix peut s’appuyer sur une réflexion au niveau de l’équipe de
professeurs de la discipline dans l’établissement ou dans un groupe d’établissements voisins, sur une
consultation de sites académiques ou du site national indiqué plus haut, qui serviront de « banque » de
thèmes s’enrichissant des expériences les plus intéressantes. Il est à noter que cet enseignement peut être
l’occasion d’envisager des méthodes de travail faisant particulièrement appel à l’initiative des élèves, en
préfiguration des travaux personnels encadrés du cycle terminal (travail en petits groupes, répartition des
tâches, etc.).
En physique, le thème des capteurs permet de réinvestir et d’affermir de façon pratique des connaissances
antérieures en électricité dans une perspective d’instrumentation (mesure de grandeurs au programme).
Les quelques exemples qui suivent n’ont pour but que d’illustrer l’éventail des thèmes possibles, dont
certains sont des compléments directs de l’enseignement fondamental, et d’autres constituent des
ouvertures plus larges sur la discipline.
Thèmes communs à la chimie et la physique : spectrophotométrie, chimie, physique et art, l’air, l’eau,
etc.
Thèmes « chimie » : le sucre, les sucres, autour d’un « produit » de la vie courante : un médicament,
par exemple l’aspirine ; un désinfectant, par exemple l’eau de Javel ; une boisson aux fruits, pigments et
colorants, etc.
Thèmes « physique » : capteurs (optoélectroniques, de pression, de température, spectrophotomètre,
etc.), phénomènes optiques (mirage, arc-en-ciel, paille dans l’eau, etc.), cadran solaire, système solaire
(utilisation de la troisième loi de Kepler), poussée d’Archimède, recherche de documents liés à l’histoire des
sciences avec une illustration expérimentale sur la mesure du temps, l’évolution des idées en mécanique,
la réfraction de la lumière, etc.
Accompagnement
Un exemple de progression thématique autour des sucres
Partie I : « Chimique ou naturel ? »
Extraction du sucre de la betterave (ou de la canne à sucre)
1 séance de TP et 1 ou 2 cours
Approche historique et économique.
Principe et présentation des différentes étapes de l’extraction.
Film : « Les racines du sucre », CEDUS.
Sortie pédagogique (visite d’une sucrerie, au premier trimestre impérativement).
TP : Extraction du sucre de la betterave (l’extraction est facile, mais la cristallisation très difficile à réaliser
en lycée).
Partie II : « Constitution de la matière »
1 ou 2 séances TP et / ou cours
Construction des modèles de molécules de sucres : glucose, fructose, saccharose. Isomérie. Mise en
évidence des espèces chimiques contenues dans un « morceau de sucre » avant et près hydrolyse par une
chromatographie comparative.
Partie III : Transformation de la matière : outils de description du système
1 séance de TP avec exploitation en 1 séance de cours
Concentration des espèces moléculaires en solution.
Préparation de solutions de concentration donnée en saccharose.
Mesure de l'indice de réfraction (dispositif optique classique).
Etude de n = f (c). Utilisation des TICE (tableur) ; régression linéaire.
Application à la détermination de la concentration d'une solution inconnue.
Prolongements possibles
Comparaison d’une boisson sucrée avec une solution de concentration connue de glucose, à l’aide de la
liqueur de Fehling.
Mise en évidence de la formation de glucose lors de l'hydrolyse d'une macromolécule (cellulose, amidon
etc.) : hydrolyse suivie d'une caractérisation (test ou chromato).
Synthèse d'une macromolécule : préparation d'un film amidon / glycérol (polycondensation) (1TP).
Activités documentaires complémentaires
Le pouvoir sucrant.
Les édulcorants.
Savoir faire
Concepts
Extractions
Modèles
moléculaires
Chromatographie
Mise en oeuvre
d’un protocole
Activités de
documentation
Règle de l’octet
Isomérie
Ecriture d’une
molécule
Ecriture d’une
réaction
chimique,
éventuellement
approche
quantitative
(dosage)
Etats de la matière
Liaisons avec la
Liaisons avec SVT
physique
Lois de Descartes
Fermentation
Indice de réfraction Alimentation
Autres
Régression ou
utilisation
d’un tableur
Quelques exemples de thèmes
Partie II : Constitution de
Partie III :
la matière
Transformation de la
matière
Edifices
Concentrations
Partie I :
Chimique ou
naturel ?
Mise en
Evidence
Extraction,
Identification
Synthèse
Classification
Réactions,
bilans de
matière
Autres pistes
détermination d’une
concentration inconnue
Construction de
molécules
: alcanes, isomérie
Sucres
1. Hydrolyse du saccharose
; mise en évidence des
produits par
chromatographie
2. Hydrolyse de la cellulose
et de l’amidon, etc.
3. Réaction de la liqueur de
Fehling sur le glucose
La colonne du carbone
Historique
Activité
documentaire
Extraction du
sucre de la
Betterave
Polyaddition ou
Polycondensation
Construction de
molécules
Comprimé effervescent
Sucres lents, rapides,
Edulcorants
Combustion
Aspirine
Historique
Hydrocarbures
Activité documentaire
1. Extraction de l’aldéhyde
salicylique de la reine des
prés et identification par
Ubiquité et importance
CCM
Construction des 2. Identification par CCM
molécules
des principes actifs d’un
Activité documentaire
de glucose,
médicament (aspirine,
Séparation par distillation
fructose,
paracétamol, etc.)
Fractionnée
saccharose
Isomérie
Hémisynthèse de l’aspirine
Dépolymérisation
, mise
en évidence des
produits
formés
Polymères
Les polymères naturels
fibres, cellulose, etc.
Indice de
réfraction et
concentration
en saccharose
Etalonnage en
vue de la
Construction des molécules
: acide salicylique et
acétylsalicylique
1ère L
Extrait de BO et Accompagnement
Alimentation et environnement
Ce thème est une approche à la fois individuelle et globale des problèmes de l'alimentation des hommes sur la planète. Il fait
ressortir les apports nécessaires au maintien de l'organisme en réinvestissant des connaissances de la classe de troisième. Il
permet également une étude des déséquilibres de la consommation et de la production avec leurs incidences individuelles
(pathologies) ou collectives (en terme de santé ou d'atteintes à la qualité de l'environnement par des pollutions chimiques,
biologiques ou génétiques...). Ce thème doit permettre de poser scientifiquement des questions sur "Quels aliments pour nourrir
demain six milliards d'hommes ?" en considérant à la fois l'individu et son environnement proche et global. Une interaction avec
l'enseignement de géographie et de sciences économiques peut être mise en place à partir de ce thème. Dans son versant
physique - chimie, ce thème permet de montrer l'activité de l'homme pour rendre un aliment (l'eau, en l'occurrence) propre à la
consommation. Le chimiste recense alors qualitativement et quantitativement les espèces chimiques par dosages, et élimine
celles qui sont néfastes. On aborde également les techniques chimiques de conservation des aliments.
ACTIVITÉS
ENVISAGEABLES EN
SVT
NOTIONS ET CONTENUS
ACTIVITÉS ENVISAGEABLES
EN PC
SVT. Comportements alimentaires et
satisfaction des besoins
TP1 :
- Étude de la composition
chimique
de
divers
aliments.
Choisir ses aliments
Les aliments comportent des substances
minérales et organiques en proportions
diverses.
TP2 :
- Élaboration et mise en
œuvre d'un protocole de
dégustation
permettant
d'évaluer les préférences
alimentaires.
TP3 :
- Utilisation de logiciels
adaptés pour estimer la
valeur du métabolisme
individuel et la
couverture des besoins
nutritionnels.
TP4 :
Interprétation
de
documents
(graphiques,
textes
historiques
ou
d'actualité...) relatant les
effets
de
carences
alimentaires ou d'excès.
L'eau est un aliment essentiel.
L'appétence alimentaire nécessite la
mise en jeu de plusieurs fonctions
sensorielles.
Évaluer ses besoins La ration
alimentaire dépend de plusieurs
paramètres (âge, sexe, intensité de
l'activité,
caractéristiques
morphologiques et physiologiques).
L'équilibre nutritionnel est à la fois
qualitatif et quantitatif. Analyser les
conséquences d'une ration déséquilibrée
La prise alimentaire ne coïncide pas
toujours avec les besoins nutritionnels.
Les
déséquilibres
alimentaires,
fréquemment liés au contexte socioéconomique, ont des effets néfastes sur
la santé.
Physique - chimie. Points de vue de la
chimie sur quelques aliments Les
eaux naturelles
Les eaux de source.
Composition chimique d'une eau
minérale ; diversité.
Dureté d'une eau et conséquences.
Limites : l'écriture des réactions
chimiques mises en jeu dans les
dosages n'est pas une compétence
exigible.
ACTIVITÉS
ENVISAGEABLES
EN SVT
TP1:
- Tests gustatifs comparés sur des
eaux de consommation.
- Approche de la "dureté" d'une
eau (degré hydrotimétrique) par
action comparative d'une solution
savonneuse (dans l'alcool).
- Mesure du pH.
- Dosage des ions chlorure ou des
ions hydrogénocarbonate.
- Activité documentaire sur la
composition des eaux naturelles.
TP5 :
Construction
d'une
pyramide des biomasses.
Limites : l'étude des macroéléments
(Na,K,Ca,Mg et P) n'est pas envisagée.
salée, traitement
échangeuse d'ions.
Les glucides
Hydrolyse,
réaction
de
polycondensation
de
l'amidon,
macromolécules, tests de l'amidon et du
glucose. Les principales étapes de la
panification .
TP3 :
- Mise en évidence, par un test
chimique sur un extrait naturel
des oligoéléments présents dans
un
aliment.(ou
sur
un
complément
alimentaire
commercial).
On se limitera à la présentation de
l'amidon, du glucose, du saccharose et
du fructose.
NOTIONS ET
CONTENUS
Des eaux naturelles à
l'eau potable
Le cycle de l'eau dans la
nature ; enjeux planétaires.
Critères physicochimiques
de potabilité.
Opérations de traitement
d'une eau naturelle :
purification.
Les oligoéléments
Les oligoéléments :
présentation, ordre de
grandeur des teneurs en
minéraux, sources, rôle,
apports
nécessaires
;
différence
entre
"oligoélément"
et
"macroélément"
ACTIVITÉS
ENVISAGEABLES
EN SVT
TP6 :
- Étude comparée des
besoins
nutritifs
des
plantes et des apports
d'engrais.
- Exemple des cultures
hors sol.
SVT. Production
environnement
alimentaire
et
Quantifier
les
productions
alimentaires
La production végétale est à la base de
la production animale et d'une partie de
la production humaine.
ACTIVITÉS ENVISAGEABLES EN
PC
TP2 :
- Visite d'une unité captation/
purification.
- Réalisation d'une ou plusieurs
opérations de purification : décantation,
filtration ; floculation, action du
carbone actif, distillation d'une eau
- Étude d'un exemple de pollution
(engrais nitratés, pesticides...).
par
résine
- Dosage du fer dans le vin, dans
les épinards (au choix).
- Activité documentaire pour les
autres éléments : sources,
besoins, quantités, rôle.
TP4 :
Quelques réactions autour de
l'amidon et du glucose :
- Mise en évidence de l'amidon et
du glucose dans un aliment ; test.
- Hydrolyse acide (voie chimique
ou enzymatique) de l'amidon (ou
du saccharose) : mise en évidence
des produits.
- Polycondensation de l'amidon.
- Application à la compréhension
de la fabrication du pain.
NOTIONS ET
CONTENUS
Analyser
le
fonctionnement
d’un
agro système et ses
conséquences
environnementales
Un agro système est un
système déséquilibré dont
l'exploitation
intensive
nécessite un entretien.
Cet entretien permet de
lutter
par
différents
moyens
contre
les
parasites, les ravageurs et
les plantes adventices.
L'apport d'engrais permet
une productivité accrue.
"déséquilibres biologiques" et des
pollutions qui peuvent nuire à la santé
humaine et animale.
Physique - chimie.
Conservation des aliments : les
agents antioxygènes
Effets du dioxygène de l'air et de la
lumière sur certains aliments.
Rôle de la lumière dans l'oxydation des
produits naturels : les radicaux libres.
Limites : l'écriture des réactions
radicalaires
et
des
réactions
d'oxydoréduction
n'est
pas
au
programme ; l'écriture des réactions
chimiques mises en jeu dans les
dosages n'est pas une compétence
exigible.
ACTIVITÉS
ENVISAGEABLES EN PC
Les conséquences des
apports exogènes (engrais,
pesticides) sur un agro
système induisent des
TP5 :
Recherche
documentaire
(lecture
des
notices
de
composition alimentaire) ou
expérimentale qualitative sur
l'oxydation des aliments.
Exemples : étude sur le
rancissement des graisses, étude
sur l'oxydation d'un vin.
- Recherche d'antioxygènes dans
des aliments par lecture des
notices
de
composition
alimentaire.
- Dosage d'un antioxygène.
TS spé
Extrait de BO
A. Extraire et identifier des espèces chimiques
(2 séances)
TECHNIQUES MISES EN JEU ET ACTIVITÉS
Extraction (1 séance)
- Eugénol dans le clou de girofle.
- Citral et limonène dans l’écorce de citron,
d’orange et dans les feuilles de verveine.
- Trimyristine dans la noix de muscade.
- Acide gallique dans la poudre de Tara.
Chromatographie (adsorption et partage) sur couche
mince, sur papier ou sur colonne (pipette Pasteur)
(1 séance)
- Colorants alimentaires dans un sirop, dans une
boisson rafraîchissante sans alcool ou dans une
confiserie.
- Colorants du paprika.
- Sucres dans un jus de fruit.
- Identification des principes actifs dans un
médicament (aspirine, paracétamol et caféine).
- Analyse d’un laiton.
- Acides aminés, produits d’hydrolyse de
l’aspartame.
- Pigments dans les plantes vertes (épinard, oseille,
etc.).
COMPÉTENCES EXIGIBLES
- Exploiter un chromatogramme.
- Réaliser une extraction liquide-liquide.
- Commenter un montage expérimental.
- Choisir la verrerie appropriée pour réaliser une
manipulation
en
disposant
du
protocole
expérimental et d’une liste de matériel et de
produits disponibles.
- Réaliser une chromatographie par une technique
donnée (couche mince, papier ou colonne).
Réinvestissements
Relations structure-propriétés.
C. Effectuer des contrôles de qualité*
(4 séances)
TECHNIQUES MISES EN JEU ET ACTIVITÉS
COMPÉTENCES EXIGIBLES
A - Étalonnage (1 séance)
- Ions fer dans un vin ou dans une bande
magnétique.
- « Chlore » dans une eau de piscine.
- Colorant alimentaire dans des confiseries.
- Cuivre dans un laiton.
- Bleu de méthylène dans un collyre.
- Distinguer un dosage par étalonnage d’un dosage
par titrage d’après le protocole expérimental.
B - Titrage direct (d), indirect (i)
1. Réaction d’oxydoréduction (1 séance)
- Vitamine C dans un jus de citron (d ou i).
- Éthanol dans un vin (i).
- Eau oxygénée officinale (d).
- Eau de Javel (i).
- Dioxyde de soufre total dans un vin blanc (i).
- Ions fer dans un produit phytosanitaire, un minerai
ou une bande magnétique (i).
- Exploiter un titrage.
2. Réaction acido-basique (1 séance)
� Titrages directs suivis par pH-métrie ou
indicateur de fin de réaction.
� Titrage de l’acide
- Acide lactique dans un lait.
- Vitamine C dans un comprimé.
- Indice d’acide d’une huile.
� Titrage de la base
- Ions hydrogénocarbonate dans une eau minérale
ou dans une solution de perfusion de pharmacie.
- Ammoniaque de droguerie.
- Exploiter une courbe d’étalonnage.
- Réaliser un titrage acide-base en présence d’un
indicateur coloré ou à l’aide d’un pH-mètre.
- Utiliser les domaines de prédominance des
espèces acide et basique pour justifier un protocole.
- Distinguer un titrage direct d’un titrage indirect
d’après le protocole expérimental.
3. Autres réactions (1 séance)
3.1 Réaction de précipitation
� Indicateur de fin de réaction
- Ions chlorure dans une eau ou dans un absorbeur
d’humidité (d).
- Ions argent dans un papier ou un film
photographique (d).
� Conductimétrie
- Ions chlorure dans une eau minérale (d).
- Ions sulfate dans une eau minérale (d).
- Métal lourd dans une eau usée (ions argent, ions
plomb(II), etc.) (d).
3.2 Réaction de complexation, avec indicateur de
fin de réaction
- Ions calcium et magnésium dans une eau minérale
(d).
- Ions calcium seuls dans une eau minérale ou dans
un absorbeur d’humidité (d).
3.3 Autres
- Indice d’iode d’une huile (insaturation) par le
réactif de Wijs (i).
•
Activités pouvant donner lieu à l’utilisation des technologies de l’information et de la communication.
Réinvestissements
Réactions acido-basiques.
Réactions d’oxydoréduction.
Tableau descriptif de l’évolution d’un système chimique.
Équivalence.
Domaine de prédominance des espèces chimiques.
Grandeurs physiques : absorbance, conductance, pH.