PAGE 1/8

SECONDE A et E – Lycée Louis Massignon – 2015/2016

DEVOIR SURVEILLÉ N°4

Nom et prénom : …………………………………………………………………………… Classe : ………………………

Durée : 2h

La calculatrice est autorisée.

VOUS DEVREZ RENDRE TOUT ET TOUT REDIGER SUR L’ENONCE QUI COMPORTE 8 PAGES

Il sera tenu compte de la qualité de la rédaction. Toutes les réponses doivent être rédigées et justifiées !!

1. Cocher la (ou les) cases dans le tableau ci-dessous ?

Compétences : E1 E2 E3 E4 E5 Points (nb. d’étoiles) Max Note Max NOTE

Connaître (C) X X 14 7

20

Appliquer (A) 26 13

Raisonner (R) 36 18

Communiquer (C) : Rédaction scientifique, unités, chiffres significatifs 4 2

Total 80 40

E1 C/2 A/2 R/2

Q1 * * *

Q2 * **

Q3 * * * * * *

TOTAL /6

Tension Variable Alternative Continue Périodique Carré Sinusoïdale Triangulaire

Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Date : 25 avril 2016

Figure 1 : Sensibilité verticale : 5 V/div Sensibilité horizontale : 5 μs/div

Figure 2 : Sensibilité verticale : 1 V/div Sensibilité horizontale : 1 ms/div

Figure 4 : Sensibilité verticale : 0,2 V/div Sensibilité horizontale : 1 μs/div

Figure 3 : Sensibilité verticale : 0,5 mV/div Sensibilité horizontale : 10 ms/div

EXERCİCE 1 : ETUDE DE SIGNAUX PERIODIQUES… (6 points)

PAGE 2/8

2. Sur les figures de la page 1, reproduire en bleu, pour les tensions périodiques, le motif élémentaire.

3. Pour chaque tension périodique, déterminer la période, la fréquence, la tension maximale et la tension minimale. Donner les calculs avec une rédaction scientifique.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

On constate généralement que plus les animaux sont de petites tailles, plus leur rythme

cardiaque est rapide.

1. Convertir en battements par minute, si nécessaire, les fréquences cardiaques suivantes : 600 battements par heure, 10 Hz, 20 battements par seconde, 40 battements par minute, 0,0025 kHz.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Attribuer à chaque animal sa fréquence cardiaque : baleine, cheval, chat, moineau, oiseau-mouche.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………

E2 C/0 A/2 R/3

Q1 * * * *

Q2 * *

*

Q3 * * *

TOTAL /5

EXERCİCE 2 : FREQUENCE CARDIAQUE DES ANIMAUX (5 points)

PAGE 3/8

3. En déduire un encadrement de la fréquence cardiaque de l'être humain. Justifier.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

1. Le sonar embarqué sur un bateau est orienté vers le fond marin suivant la verticale. Le

sonar mesure une durée t = 0,330 s entre l'émission d'un signal et la réception de l'écho.

1.1. Faire un schéma légendé de la situation.

1.2. En déduire la profondeur h, à cet endroit. Donner les calculs avec une rédaction scientifique.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………………………………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………….

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……

2. Un homme-grenouille est en plongée tout près de la surface quand il entend le bruit d'une explosion. Il sort alors la tête de l'eau et entend à nouveau le bruit de l'explosion 3 s plus tard.

2.1. Faire un schéma légendé de la situation.

2.2. Calculer la distance séparant le plongeur de l'endroit où l'explosion a eu lieu. Donner les calculs avec une rédaction scientifique.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………

E3 C/0 A/4 R/4

Q1.1 * * * *

Q1.2 * * * *

Q2.1 * * * *

Q2.2 * * * *

TOTAL /8

EXERCİCE 3 : ONDES ET DISTANCES… (8 points)

PAGE 4/8

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Données :

Vitesse du son et des ultrasons dans l'eau veau = 1,500.103 m.s-1 ;

vitesse du son et des ultrasons dans l'air vair = 3,40.102 m.s-1.

Il existe deux sortes de cannelle. Le cinnamomum cassia, appelé cannelle de Chine, et le cinnamonum zeylacum qu’on appelle cannelle de Ceylan ou cannelle écorce. La cannelle dégage un parfum chaud et un peu épicé. La façon d’extraire son essence varie selon le type de cannelle. L’huile essentielle de la cannelle de Chine est extraite à partir de ses feuilles et les pédoncules de ses branchettes. Ainsi obtenue, elle sera alors distillée à la vapeur d’eau. L’extraction de l’huile essentielle de cannelle de Ceylan se fait par hydro distillation de l’écorce.

La cannelle de Ceylan est réputée pour être de qualité supérieure par rapport à la cannelle de Chine qui est d’ailleurs bon marché. Cependant, leurs propriétés sont à peine différentes. Les deux produits sont des antibactériens en puissance et traitent beaucoup de maux. On s’en sert aussi beaucoup en cosmétique et notamment dans la fabrication de parfums. On vous a récemment offert un parfum de type "oriental boisé" dont le flacon indique "note de tête : cannelle de Ceylan". Parmi les espèces chimiques contenues dans l’huile essentielle de cannelle, vous aimeriez déterminer celle qui est principalement responsable de l'odeur de cannelle. Une méthode pour répondre à cette question consiste à identifier par chromatographie quelle espèce chimique est présente à la fois dans l'huile essentielle extraite de bâtons de cannelle par hydrodistillation et dans un arôme de cannelle synthétique obtenu en laboratoire (puisqu'ils sentent la même odeur!). Vous vous proposez donc de mettre en œuvre cette méthode étape par étape.

PARTIE 1 : Hydrodistillation des bâtons de cannelle (1,5 pts) On réalise l'hydrodistillation de bâtons de cannelle broyés en utilisant le montage ci-contre. 1. Complétez ci-dessous en nommant le matériel utilisé dans le montage d’hydrodistillation pour certains numéros.

: ………………………………………………………

: ………………………………………………………

: ………………………………………………………

: ………………………………………………………

: ………………………………………………………

: ………………………………………………………

2. Pourquoi ajoute-t-on généralement des billes de pierre ponce dans le mélange de départ ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

E4-P1 C/1 A/0 R/1

Q1 * *

Q2 *

TOTAL

POINTS /1,5

E4-P2 C/1 A/0 R/2

Q1 *

Q2 *

Q3 * *

11 12

EXERCİCE 4 : AROME DE CANNELLE… (10 points)

PAGE 5/8

PARTIE 2 : Extraction par solvant (3 pts)

Après l’hydrodistillation, on souhaite faire passer dans un solvant organique les espèces

chimiques contenues dans l'huile essentielle de cannelle.

Pour cela, on procède à une extraction par solvant selon le protocole expérimental suivant :

On introduit le contenu d’éprouvette à la fin de l'hydrodistillation dans une ampoule à

décanter.

On ajoute 10 mL d'eau salée, on agite vigoureusement, on dégaze, puis on laisse

décanter 15 min.

On ajoute ensuite 50 mL de dichlorométhane ; on agite vigoureusement, on dégaze et on laisse décanter 30 min.

On recueille la phase organique dans un bécher (noté A) et on la conserve pour une analyse chromatographique (voir

partie 4).

1. Quel est l'intérêt d'ajouter 10 mL d'eau salée dans la seconde étape du protocole.

……………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Comment appelle-t-on cette étape ?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

3. Il ne reste plus de dichlorométhane au laboratoire (flacon vide!), vous êtes donc contraints choisir un autre solvant pour effectuer l'extraction par solvant. Parmi l'éthanol et le cyclohexane, quel solvant choisissez-vous ? Justifiez votre choix à l'aide des données du tableau ci-dessous.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

4. Compléter le schéma du contenu de l’ampoule à décanter juste avant d'ouvrir le robinet pour recueillir la phase organique dans le bécher A. Précisez le contenu de chaque phase observée. Contenu phase supérieure : …………………………………………………………………………

Contenu phase inférieure : ………………………………………………………………………….

PARTIE 3 : Synthèse d'un arôme de cannelle (2,5 pts) On souhaite maintenant synthétiser un arôme de cannelle en laboratoire.

Voici le protocole expérimental suivi :

Dans un tube à essai, on introduit environ 3,0 mL de soude en pastille (solide) et 2,0 mL d’éthanol.

On agite puis on fait refroidir le mélange 5 min dans de l'eau glacée.

Sous la hotte, on ajoute : 1 mL de benzaldéhyde et 0,5 mL d’éthanal. On bouche le tube à essai puis on agite 10 minutes.

On récupère l'arôme de synthèse dans un bécher (noté E) pour une analyse chromatographique (voir partie 4).

Noms Formules chimiques Masse volumique (kg.m-3) Température de fusion Température d’ébullition

Soude NaOH 2130 324 °C 1390 °C

Ethanol C2H6O 800 -112 °C 79 °C

Benzaldéhyde C7H6O 1040 -26 °C 179 °C

Ethanal C2H4O 780 -123 °C 20 °C

Q4 * *

TOTAL

POINTS /3

Cyclohexane Dichlorométhane Ethanol Eau

Densité 0,71 1,33 0,79 1

Miscible avec l’eau non non oui -

Solubilité de l'huile essentielle peu soluble très soluble soluble non soluble

Pictogrammes sécurité

-

Phase ……..………….

Phase ……..………….

Bécher A

PAGE 6/8

1. Quel est l'état physique (solide, liquide ou gaz) de chacune des espèces chimiques à 25 °C ?

Soude : état …………………………………….……... Ethanol : état ……………………………………

Benzaldéhyde : état …………………………….…. Ethanal : état ……………………………………

2. Pourquoi refroidit-on le tube à essai avant d’introduire l’éthanal ?

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. D'après les données du tableau, les pastilles de soude flottent-elles ou coulent-elles dans

l'éthanol ? Justifiez.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………..………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Calculez la masse de 2,0 mL d’éthanol. Attention votre rédaction doit être scientifique.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

PARTIE 4 : Chromatographie (3 pts)

On effectue cinq dépôts sur une plaque de chromatographie en gel de silice : (A) huile essentielle

obtenue à la partie 1, (B) anéthole, (C) cinnamaldéhyde, (D) benzaldéhyde et (E) arôme de

synthèse obtenu à la partie 3. Lorsque l'éluant atteint une distance de 4,5 cm depuis la ligne de

dépôt, on retire celle-ci de la cuve ; après une révélation sous UV on obtient la plaque

chromatographique ci-contre.

Rappel : Les rapports frontaux des substances différentes se mesure à partir du centre des tâches !

1. Nommez et indiquez sur le chromatogramme ci-contre en vert, la position finale atteinte par

l'éluant.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

2. Le produit (E) obtenu par synthèse à la partie 3 contient plusieurs espèces chimiques. Peut-on les identifier ? Si oui, donner leur nom et laisser les traits de construction utiles sur le chromatogramme ci-dessus. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. L’huile essentielle obtenue à la partie 1 est-elle pure ? Justifier votre réponse. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Identifier le nom de l’espèce chimique responsable de l'odeur de cannelle. Justifier.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………

E4-P3 C/0 A/1 R/1,5

Q1 *

Q2 *

Q3 *

Q4 * *

TOTAL

POINTS /2,5

E4-P4 C/0,5 A/1,5 R/1

Q1 *

Q2 * *

Q3 *

Q4 * *

TOTAL

POINTS /3

EXERCİCE 5 : MEDICAMENTS CONTRE LA GOUTTE (9 points)

A B C D E

PAGE 7/8

L'acide urique est une substance provenant, entre autres, de la dégradation des noyaux des cellules contenues dans les

aliments (en particulier des produits d'origine animale). Il est éliminé par les reins. Lorsque cette substance se trouve en

trop grande quantité dans le sang, elle se dépose sous forme de cristaux dans une articulation et entraîne une

inflammation : c'est la crise de goutte. Cette maladie est beaucoup plus fréquente chez les hommes. Chez les femmes, elle ne s'observe qu'après la ménopause et reste rare.

Afin de traiter une crise de goutte on peut prescrire différents médicaments dont vous avez un extrait de la notice ci-dessous.

1. Qu’est-ce-que la substance active d’un médicament ?

……………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………

2. La substance active de ces médicaments est l’allopurinol représentée ci-dessous. Un de

ses groupes caractéristiques se nomme « amido » et est entouré. Entourer un autre

groupe caractéristique, nommer-le et donner sa famille. ……………………………………………………………..

…………………………….……………………………….

……………………………………………………………

………………………………….………………………….

……………………………………………………………

……………………………………………………………

……………………………………………………………

……………………………………………………………

3. Calculer la masse molaire moléculaire M de l’allopurinol. ……………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Calculer la quantité de matière en mole que contient un comprimé de ZYLORIC® 300 mg ……………………………………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………………………………

ZYLORIC® 300 mg Comprimé, Etui de 28 Classe thérapeutique : Rhumatologie Substance active : Allopurinol Autres composants : Lactose, Amidon de maïs, Polyvidone (E1201), Magnésium stéarate (E572) Prix de vente : TTC 2,63 € Laboratoire : Aspen Pharma Trading Ltd

ALLOPURINOL TEVA ® 200 mg Capsule molle, Boîte de 28 Classe thérapeutique : Rhumatologie Substance active : Allopurinol Autres composants : Cire d'abeille jaune, Huile de soja, Huile végétale, Huile d'arachide, Lécithine de soja, Polysorbate 80 (E433), Enveloppe de la capsule : Parahydroxybenzoate d'éthyle sodé (E215), Parahydroxybenzoate de propyle sodé (E217), Fer oxyde (E172), Titane dioxyde (E171), Gélatine, Glycérol (E422), Sorbitol (E420), Sorbitanes Prix de vente : TTC 2,52 € Laboratoire : Teva ®

ALLOPURINOL SANDOZ® 300 mg Comprimé Boîte de 28 Classe thérapeutique : Rhumatologie Substance active : Allopurinol Autres composants : Lactose, Amidon de blé, Magnésium stéarate (E572) Prix de vente : TTC 1,12 € Laboratoire : Sandoz®

E5 C/2,5 A/2,5 R/4

Q1 *

Q2 * *

Q3 * *

Q4 * * * *

Q5 *

Q6 * *

Q7 * *

Q8 *

Q9 *

Q10.1 *

Q10.2 *

TOTAL

POINTS /9

N NH

CH C

C N HC

C

NH

O

PAGE 8/8

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5. En dehors de la substance active que contient un médicament ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

6. Expliquez à quoi peuvent servir ces substances (donner au moins deux réponses).

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7. Trouver un princeps et un générique. Justifier ! …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

8. Sous quelle forme galénique se présentent les médicaments dont vous avez les notices ?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

9. Un médecin a prescrit à son patient 2 gélules par jours de ZYLORIC® pendant 30 jours Combien de boites de médicaments

le pharmacien va-t-il délivrer à ce patient ?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

10. En supposant que le pharmacien ne dispose plus de ZYLORIC®, et prescrit à la place ALLOPURINOL TEVA ®

10.1. Que devra-t-il dire au patient, à la place de ''2 gélules par jour'' ?

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

10. 2. Quelle(s) question(s) devra-t-il lui poser avant de lui vendre ce médicament ?

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Données : M(C) = 12,0 g.mol.-1 M(N) = 14,0 g.mol.-1 M(H) = 1,00 g.mol.-1 M(O) = 16,0 g.mol.-1