DS de physique-chimie - Sciences Physiques ac-orleans-tours

| [pic] |Des devoirs évalués par compétences |
DESCRIPTIF DU SUJET |Objectif |Proposer un devoir évalué par bilan de compétences. |
|Niveau concerné |Seconde - thème (« La santé »). |
|Compétences |Principe actif, excipient, formulation. |
|exigibles au |Espèces chimiques naturelles et synthétiques. |
|B.O. |Caractéristiques physiques d'une espèce chimique : aspect, |
| |température de fusion, température d'ébullition, solubilité, |
| |densité, masse volumique. |
| |Extraction, séparation et identification d'espèces chimiques. |
| |Formules et modèles moléculaires. |
| |Formules développées et semi-développées. |
| |Isomérie. |
| |Groupes caractéristiques. |
| |Système chimique ; réaction chimique. |
| |Écriture symbolique de la réaction chimique : équation de la |
| |réaction chimique. |
|Compétences |Cette épreuve permet d'évaluer les compétences de la démarche |
|évaluées |scientifique : |
| | |
| |Connaître (RCO) |
| |S'approprier (APP) |
| |Analyser (ANA) |
| |Réaliser (REA) |
| |Valider (VAL) |
| |Communiquer (COM) |
|Mise en ?uvre |Devoir prévu pour une évaluation sommative sur 20 points d'une |
| |durée de 1 h. |
| |L'évaluation nécessite l'utilisation de la feuille de calcul au|
| |format tableur correspondante. |
|Remarques |La compétence communiquer (COM) est évaluée globalement sur |
| |l'ensemble du devoir avec comme critères observables : |
| |présenter les résultats de manière adaptée (chiffres |
| |significatifs ...) ; rédiger les réponses en utilisant une |
| |langue correcte et un vocabulaire scientifique adapté. |
|Auteur |Véronique RENARD-MALARD - Lycée Choiseul - Tours (37) |
ÉNONCÉ |[pic] |NOM : ........................... |
| |Seconde |
| | |
| |L'usage des calculatrices est autorisé |
| |XX/XX/201X |
| |DS de physique-chimie |
|NOTE : |RCO |APP |ANA |REA |VAL |COM |
| |A B C |A B C D|A B C D |A B C D |A B C D |A B C D |
| |D | | | | | | Vous soignerez la présentation et l'orthographe de votre copie, vous
rédigerez des phrases pour répondre aux questions posées et vous veillerez
à garder un nombre de chiffres significatifs cohérents.
LA CAFEINE ET LE PARACETAMOL ... Chez l'homme, la caféine agit comme stimulant du système nerveux central et
du système cardio-vasculaire, diminuant la somnolence et augmentant
l'attention temporairement. Des boissons très populaires contiennent de la
caféine : café ou thé, certains sodas et boissons énergisantes à base de
dérivés de la noix de kola qui en contient de grandes quantités. Le cacao
consommé de diverses manières en contient aussi un peu. La caféine est
utilisée également dans un but médical pour réduire la fatigue physique et
restaurer la vigilance quand une faiblesse ou une somnolence inhabituelle
se produit.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Caféine
Le paracétamol est le médicament le plus prescrit en France : les trois
médicaments les plus prescrits sont tous à base de paracétamol [...]. Il a
l'avantage d'avoir peu de contre-indications, de pouvoir être prescrit à
tout âge et de n'avoir que très rarement des effets indésirables sérieux
lorsqu'il est utilisé à la posologie recommandée. En cas de surdosage, le
paracétamol est très toxique pour le foie.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Paracétamol
Exercice 1 : Les boissons énergisantes
(sur 5 pts) La caféine, présente dans de nombreuses boissons énergisantes utilisées par
les sportifs, se trouve à l'état naturel dans les graines de caféier. Elle fut synthétisée pour la première fois à la fin du XIXe siècle par un
chimiste allemand à partir d'acide malonique (dont la formule brute est :
C3H4O4). Questions : 1. La caféine obtenue par le chimiste allemand est-elle une espèce
chimique naturelle, synthétique ou artificielle ? Justifier. (APP) 2. En tenant compte du modèle moléculaire, donner la valence de l'atome de
carbone. Justifier. (ANA) 3. A l'aide du modèle moléculaire, écrire la formule développée de l'acide
malonique. (REA) 4. En déduire, la formule semi-développée de l'acide malonique. (REA) Exercice 2 : Le Claradol®
(sur 7 pts) [pic] [pic] Questions : 1. Nommer le (ou les) principe(s) actif(s) présent(s) dans le Claradol®.
(APP) 2. Repérer une espèce chimique naturelle présente dans le Claradol®. (APP) 3. Le Claradol® est un médicament prescrit pour lutter contre la fièvre.
Donner la classe pharmaco-thérapeutique s'y rapportant. (APP) 4. Identifier le(s) groupe(s) caractéristiques présent(s) sur la molécule
de paracétamol. (ANA) 5. Donner la formule brute de la molécule « A ». (REA) 6. Justifier que la molécule « A » est un isomère du paracétamol. (ANA) 7. Le laboratoire pharmaceutique pourrait-il envisager de remplacer le
paracétamol par la molécule « A » dans le médicament qu'il produit ?
(On attend une réponse argumentée.) (VAL) Exercice 3 : Le thé
(sur 5 pts) Contrairement à certaines idées reçues, le thé contient bien de la caféine.
La caféine, présente dans certains médicaments ou dans certaines boissons
énergisantes, peut être extraite des feuilles de thé. |Doc.1 : Protocole expérimental d'extraction de la caféine contenue dans le thé |
|Etape 1 : introduire les feuilles de thé dans de l'eau froide, faire bouillir |
|afin d'extraire la caféine des feuilles de thé ; laisser refroidir cette phase |
|aqueuse ; |
|Etape 2 : réaliser une deuxième extraction de la caféine des feuilles de thé en |
|utilisant un solvant extracteur : le dichlorométhane ; |
|Etape 3 : réaliser une filtration pour séparer les feuilles de thé des deux |
|solvants ; récupérer le filtrat (contenant la caféine extraite, l'eau froide et |
|le dichlorométhane) ; |
|Etape 4 : verser ce filtrat dans une ampoule à décanter. |
|Doc.2 : Quelques caractéristiques physiques de l'eau et du dichlorométhane |
| |
|EAU |
|DICHLOROMETHANE |
| |
|Tébullition (°C) |
|100 |
|340 |
| |
|Solubilité de la caféine à 25°C (g.L-1) |
|22 |
|142 |
| |
|Solubilité de la caféine à 80°C (g.L-1) |
|180 |
|Très très élevée |
| |
|Densité |
|1,00 |
|1,33 |
| |
|Masse volumique (g.mL-1) |
|1,00 |
|1,33