Terminale-S_files/Exercices 5 2013 AB - Par 9

3. Ampholyte : espèce qui est à la fois l’acide d’un couple et
la base d’un autre couple. En tant que base, on rajoute
un H+ pour avoir l’acide correspondant :
N°19 p. 341 Établir le diagramme de prédominance d’un
acide ↵ -aminé
1.
Fonction carboxyle,
Amine
groupe carboxylique
(H3 N+
CH(CH3 )
+
(AH+
2 / AH
noté :
2. Transfert intramoléculaire :
COOH/ H3 N+
CH(CH3 )
COO )
+
(H3 N
CH(CH3 )
(AH+ / A )
noté :
Amphion noté AH+ ou AH± !
Représentation plus explicite :
H3 N+ CH(CH3 ) COO
COO / H2 N
CH(CH3 )
(amphion/anion)
NH2 CH2 C OH
Formule topologique : toutes les liaisons indiquées,
2
=
C
OH
C⇤
COOH
HOOC
H2 N
2. Amphion en sol. aq. :
OH
H
C
±
n = n(AH+
2 ) + n(AH ) + n(A )
quantité initiale
O
En passant aux concentrations :
⇤
⇥
⇤
⇥ ⇤
⇥
±
V + A V
CV = AH+
2 V + AH
En simplifiant par le volume :
⇤ ⇥
⇤ ⇥ ⇤
⇥
±
+ A
C = AH+
2 + AH
6.a. pH valant 1,0 ; 8,0 et 11,0 :
AH+
2
0
2, 4
AH
pH
A
9, 8
14
6
Domaine de prédominance de A .
On néglige AH± et AH+
2 .
)
[A ] = C
Applications numériques :
m = 1, 50 g
M = 2 ⇥ 12, 0 + 2 ⇥ 16, 0 + 5 ⇥ 1, 0 + 14, 0
M = 75, 0 g · mol 1
1, 50
m
=
= 0, 0200 mol
n=
M
75, 0
0, 020
n
=
= 0, 0200 mol · L 1
C=
V
1, 00
Domaine de prédominance de AH± .
On néglige A et AH+
2.
) [AH ± ] = C
7
AH± + H3 O+
pH = 11, 0
±
pH = 8, 0
cqfd
14
5
6.b. pH = 1, 0
Domaine de prédominance de AH+
2 .
On néglige A et AH±.
) [AH2+ ] = C
quantités
à n’importe quel pH
pH
A
9, 8
AH± = A + H+
H2 O + H+ = H3 O+
AH± + H2 O
A + H3 O+
4
Par conservation de la matière, la quantité de matière de
soluté apportée n = CV en amphion AH± se retrouve
dans l’eau sous l’une des trois formes : cation AH+
2,
amphion AH± ou anion A , et ce quelque soit le pH :
2, 4
AH+
2 + H2 O
NH2
CH2
AH±
±
AH+
+ H+
2 = AH
+
+
H2 O + H = H3 O
O
NH+
3
COOH/ NH+
CH2 COO )
3
COO / NH2 CH2 COO )
5. La glycine peut intervenir dans deux équations :
=
CH
H
C⇤
CH2
CH2
AH+
2
0
Stéréoisomères en représentation de Cram :
CH3
CH3
=
=
NH2
4.
COOH
CH3
OH
1.b. Aucun carbone asymétrique ici puisqu’aucun carbone
n’a quatre substituants différents.
H2 N
C⇤
H2 N
3
3. (NH+
3
(NH+
3
Présence d’un carbone asymétrique C* :
H
sauf les liaisons C-H, et aucun atome de carbone
d’indiqué sur la chaîne. Les hydrogènes portés par un
atome autre que de carbone sont indiqués. La chaîne
carbonée est représentée en zigzag :
O
H2 N
CH3 O
14
1.a. Formule semi-développée : tous les atomes indiqués,
toutes les liaisons indiquées, sauf celles avec les
atomes d’hydrogène, qui sont « groupés » sur l’atome
les portants :
O
4. pKA1 = 2, 4 pour la « première acidité » ;
pKA2 = 9, 9 pour la « deuxième acidité ».
O
9, 9
N°32 p. 345 Point isoélectrique de la glycine
COO )
1
1.c. Avec l’alanine :
pH
A
2, 4
0
=
- H+
AH+
Remarque : l’alanine est l’acide 2-aminopropanoïque, c’est
l’un des vingt-deux acides aminés codés génétiquement...
) (cation/amphion)
En tant qu’acide, on enlève un H+ pour avoir la base
correspondante :
H3N+
AH+
2
8
9