Sommaire - Sites hébergés ENSFEAsites.ensfea.fr/physique-chimie/wp-content/uploads/sites/... · 2019. 5. 17. · – corrigé du sujet des olympiades 2010..... page 32 – préliminaires

Septembre 2010 n°163

Sommaire

– sommaire....................................................................................................... page 1– le mot de la présidente................................................................................... page 2– Bulletin d'adhésion......................................................................................... page 3– Bureau APEPA................................................................................................ page 4– Conseil d'administration APEPA.................................................................... page 5– Information à l'attention des nons adhérents .................................................. page 8– information APEPA......................................................................................... page 9– information ANEAP- APHGEAP.................................................................... page 10– compte-rendu AG cloture................................................................................ page 11– les chiffres significatifs au lycée par Stéphanie Christmann...........................page 18– sujet des olympiades de la chimie 2010.......................................................... page 22– corrigé du sujet des olympiades 2010............................................................. page 32– préliminaires du TP olympiades chimie.......................................................... page 43– préliminaires à rendre par les candidats.......................................................... page 52– questionnaire vierge à rendre par le candidat.................................................. page 55– questionnaire corrigé (pour le jury).................................................................page 60– feuille de marche destinée au jury................................................................... page 65– les actes du colloque chimie et sport fournis par François Munier................. page 69

Nous vous incitons fortement à rejoindre le bulletin numérique sur le site del'ENFA : http://physique-chimie.enfa.fr/

Pour acceder à ce bulletin numérique tous les adhérents recevrons le mot de passepar courrier électronique ou sera accessible dans la conf APEPA.

Bulletin APEPA 1/80 n°163/2010

Le mot de la présidente

En ce moment de rentrée, c'est au nom de l'APEPA que je vous souhaite une bonne annéescolaire.

Nos objectifs, en tant qu'enseignants en sciences de la matière, sont les mêmes depuistoujours : faire participer les nouvelles générations à cette grande aventure de l'Humanité qu'est laScience, poursuivre l'aventure de l'esprit qui a mené d'Archimède à Einstein.

A notre niveau, dans nos petits labos de lycées agricoles, c'est ce cheminement que nouscherchons à transmettre, c'est nos élèves que nous menons sur les chemin de la Connaissance.

Si les buts sont resté les mêmes, le public évolue, et les moyens aussi. Cette année est richeen changements : réforme de la classe de seconde, avec l'objectif d'aborder les sciences sous unangle différent, réforme des bac pro et des BTS.

Il n'est pas facile d'être seul face aux ambitions de nos objectifs et à la réalité de nos lycées.L'APEPA est là pour nous réunir. Le Bulletin est l'outil de travail qui nous permet de partager nosressources, le Congrès est le lieu et le moment qui nous permet de nous connaître, de raffermir nosambitions dans le partage. En même temps, il nous permet de vivre divers aspects de la ruralité de laFrance, puisque c'est là que nous sommes destinés à exercer.

Cette année, c'était à Sartène, en Corse. Ce fut une expérience collective intense etinoubliable. Faute de temps, le reportage paraitra dans le numéro de décembre, mais je voudraisjuste évoquer un de ces moments vécus ensemble. Ce soir-là, nous étions sous le patio du lycée deSartène au moment où la nuit tombait. Dans ce site magnifique, on était entouré par le maquis quidiffusait encore ses senteurs uniques. On entendait les cloches des brebis de l'exploitation quipaissaient librement dans le lycée. Ce soir-là, la cantinière du lycée était restée parmi nous. C'estune femme à la présence incroyable, une brune aux yeux de braise et au caractère affirmé, auxformes dignes d'une déesse de la fertilité. Soudain elle s'est mise à chanter, en Corse, dans la nuit,d'une voix magnifique. Un frisson a parcouru l'assistance, et j'ai vu qu'André Goureau, un desprincipaux organisateurs de ce congrès, ne pouvait retenir une larme d'émotion.

Notre congrès s'est conclu par une assemblée générale dont vous trouverez le compte-rendudans ce numéro.

L'an prochain, nous nous retrouverons à La Motte Ceirveleix, près de Chambéry, pour vivreensemble notre amour de la Science et du monde rural.

En attendant, notre lien est le bulletin : sous forme papier ou sous forme numérique sur lesite de l'ENFA. Dans ce muméro de septembre, vous trouverez surtout une passionnante synthèsesur les chiffres significatifs (niveau lycée) par Stéphanie Christmann et le sujet des olympiades de lachimie 2010. Vous serez prochainement sollicités par Thomas Garde, nouveau directeur depublication, pour fournir des articles.

Cordialement,

La présidente de l'APEPA

Marie-Adélaïde Laude


Bulletin d’adhésion et / ou d'abonnement

Ecrire en caractères d’imprimerieMme, Melle, Mr: ……………………………………………………………………………………………

Etablissement : privé public

Adresse établissement : ………………………………………………………………………….……………

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

Adresse personnelle : ………………………………………………………………………….……………

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

Téléphone : ……………………………………………….

E – mail : ………………………………………………….

Grade et fonction ( rayer les mentions inutiles ) :

Agrégé, PCEA ou PCEN, PLPA, ACE ou ACR, Professeur stagiaire, Personnel de laboratoire,

Autre ( préciser ) :

� �Etiez – vous adhérent l’année précédente : oui non

� Je déclare adhérer à l’APEPA pour l’année scolaire 2010/2011, au titre de membre actif et m'abonne auservice du bulletin (4 numéros annuels).

Je verse pour cela la somme de 23 € sous forme d’un chèque libellé à l’ordre de l’APEPA.

Professeur stagiaire: tarif réduit à 15 € .

ACE / ACR: tarif réduit à 18 € .

Personnel de laboratoire: tarif réduit à 13 € .

Retraité: tarif réduit à 21 € .

�Je déclare adhérer à l’APEPA pour l’année scolaire 2010/2011, au titre de membre actif et ne pas m'abonnerau service du bulletin (4 numéros annuels).

Je verse pour cela la somme de 20 € sous forme d’un chèque libellé à l’ordre de l’APEPA.

Professeur stagiaire: tarif réduit à 12 € .

ACE / ACR: tarif réduit à 15 € .

Personnel de laboratoire: tarif réduit à 10 € .

Retraité : tarif réduit à 18 € .

•Je m'abonne uniquement au service du bulletin (4 numéros annuels) pour l'année scolaire 2009/2010.

Je verse pour cela la somme de 25 € sous forme d'un chéque libellé à l'ordre de l'APEPA. (Prix d'un numéro: 6,25 €)

� Je déclare adhérer à l’APEPA pour l’année scolaire 2009/2010, au titre de membre associé et verse la cotisation de 4 €(cas du conjoint, professeur de sciences physiques ou technicien de l'aboratoire, d’un enseignant ou d'un technicien delaboratoire, également professeur de sciences physiques ou technicien de laboratoire et déjà adhérent à l’APEPA).

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Signature

Adresser ce bulletin d’adhésion accompagné du règlement sous forme d’un chèque libellé à l’ordre de l’APEPA à la trésorièreadjointe, Véronique LUTUN :

Véronique LUTUN tél. : 05 – 59 – 81 – 95 - 07

Route de Lahitte 64 460 Monségur

En cas de changement d’adresse, prévenir immédiatement la trésorière adjointe, afin que votre bulletin ne soit pas perdu etarrive à bon port.


BBUURREEAAUU AAPPEEPPAA 22001100 –– 22001111

�Présidente d’Honneur : PARAVY Christiane �Présidente : LAUDE Marie-Adélaïde

�Vice-Présidents :

�Chargé de l’enseignement supérieur :

�CHRISTMANN Stéphanie

�Chargé de l’enseignement général et technologique : �PODEVINS Guillaume

�Chargé de l’enseignement professionnel et des 4ème 3ème :

�GARDE Thomas

�Chargé des domaines hygiène et sécurité : �KAHL Nicole

�Personnel de laboratoire : BONNAUD Anne

�Secrétaire : PODEVINS Anne-Sophie

�Secrétaire adjoint : GRESOVIAC Frédéric

�Trésorière : COMMARIEU Christine

�Trésorière adjointe : LUTUN Véronique

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Conseil d’administration APEPA 2010 / 2011

� Présidente d’Honneur :

Christiane Paravy (LEGTA de Saint-Germain-en-Laye) 311 rue Pasteur 78955 Carrière-sous-Poissy tél. : 01 30 74 13 01

� Présidente :

Marie-Adélaïde Laude (LEGTA de Châteauroux) 65 rue de la république 36000 Châteauroux tél. : 02 54 35 21 76

� Vice – présidents :

Stéphanie Christmann (LEGTA de Rouffach) 10 rue des Jardins 68250 Rouffach tél. : 03 89 73 02 98 Chargée de l’enseignement supérieur

Guillaume Podevins ( LEGTA du Pas-de-Calais/Arras) 2 rue du château 62490 Noyelles-sous-Bellonne tél. : 03 21 15 48 41 Chargé de l’enseignement général et technologique

Thomas Garde ( LEGTA de Fontenay le Comte) 14 rue des halles 85 420 Maillezais tél. : 02 51 00 58 97. Chargé de l’enseignement professionnel et des 4ème 3ème Nicole Kahl (EPLEFPA de Metz) 11, La Charmille 57 220 Bionville sur Nied tél. : 03 87 64 31 16 Chargée des domaines hygiène et sécurité

� Chargée des personnels de laboratoire :

Anne Bonnaud (LEGTA de Fontenay le Comte ) 7 impasse des chênes-lièges 85 430 Aubigny tél. : 02 51 06 22 94 Technicienne de laboratoire

� Secrétaire :

Anne-Sophie Podevins ( LEGTA du Nord / Douai) 2 rue du château 62 490 Noyelles-sous-Bellonne tél. : 03 21 15 48 41 � Secrétaire adjoint :

Frédéric Gresoviac ( LEGTA du Nord / Douai) 670 rue des crechets 59 940 Estaires tél.: 03 28 48 89 46 � Trésorière :

Christine Commarieu (LPA d’Oloron Sainte Marie) 45 boulevard Henri Laclau 64 400 Oloron Sainte Marie tél. : 05 59 88 03 26 � Trésorière adjointe :

Véronique Lutun (LEGTA Vic en Bigorre) Route de Lahitte 64 460 Monségur tél. : 05 59 81 95 07

� Chargée de la Publicité dans le bulletin :

Marie-Christine Fingier (LEGTA Nérac) Lycée agricole logement n°8 Route de Francescas 47600 Nérac tél. domicile: 05 53 97 24 82

� Directeur de publication du bulletin :

Thomas Garde

� Chargé de la « Conférence APEPA » sur internet :

Thierry Soliméo [email protected] � Chargée des relations avec l’UdPPC :

Christiane Paravy

� Chargée des relations avec les associations ANEAP et APHG-EAP :

Marie-Adélaïde Laude


Chargés de région :

Alsace – Lorraine + Champagne Ardenne : Lionel Christmann (LEGTA d’Obernai) 10 rue des Jardins 68 250 Rouffach tél. : 03 89 73 02 98

Languedoc – Roussillon : Pierre Mejean (LEGTA de Montpellier) 700 rue de Devois 34 160 Saint Drézéry tél. : 04 67 84 49 14

Aquitaine : Christine Commarieu (LPA d’Oloron) 45 boulevard Henri Laclau 64 400 Oloron Sainte Marie tél. : 05 59 88 03 26 Jérôme Thurillat (LEGTA Ste Livrade sur Lot) 22 rue Lous Perdigats 47 440 Casseneuil tél. : 05 53 01 40 82

Limousin + Auvergne : Caroline Cibert (LEGTA de Tulles-Naves) 11 avenue du Général de Montréal 87 130 La Croisille sur Briance tél. : 05 55 71 80 91 ou 06 10 01 11 26

Bourgogne + Franche-Comté :

Thierry Soliméo (LEGTA Mâcon) 2 rue des Grands Perrets 71 000 Sancé tél. : 03 85 20 26 03

Midi Pyrénées : Véronique Lutun (LEGTA Vic en Bigorre) Route de Lahitte 64 460 Monségur tél. : 05 59 81 95 07

Picardie : Rachid Fettar (LEGTA de l'Oise-Airion) Résidence les Cédres 4 allée de Marteville 60 200 Compiègne tél. : 03 44 23 00 52

Centre : Marie – Adélaïde Laude (LEGTA de Châteauroux) 265 rue de la République 36000 Châteauroux tél. 02 54 35 21 76 Karine Vallée (LEGTA de Vendôme) 1 rue des Glomières Villebouzon 41 330 Villefrancoeur tél. : 02 54 20 16 65

Nord-Pas de Calais:

Guillaume Podevins ( LEGTA d’Arras) 2 rue du château 62 490 NOYELLES SOUS BELLONNE tél. : 03 21 15 48 41

Charente-Poitou: Laurent Mussier (EPLEFA de Saintonge) 3 place du 19 mars 1962 17 100 Saintes tél. 06 76 71 44 64

Pays de Loire + Bretagne :

Thomas Garde ( LEGTA de Fontenay le Comte) 14 rue des halles 85 420 MAILLEZAIS tél. : 02 51 00 58 97

Colette Miguet (LPA Château Gontier) La Hamonnière de froid - fonds 53 170 Ruillé froid - fonds tél. : 02 43 70 30 05

Ile de France : Christiane Paravy (LEGTA St.Germain en Laye) 311 rue Pasteur 78 955 Carrières sous Poissy tél. : 01 30 74 13 01

Rhône – Alpes : Catherine Curny (LEGTA La Côte St André) 380 rue Georges Brassens 38 260 La Côte Saint André

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Karine VALLEE

Marie – Adélaïde LAUDE

Colette MIGUET Stéphanie et Lionel CHRISTMANN

Christine COMMARIEU

Catherine CURNY

Thierry SOLIMEO

Pierre MEJEAN

Caroline CIBERT

Véronique LUTUN Marie-Christine FINGIER Jérôme THURILLAT

Thomas GARDE Anne BONNAUD

Situation géographique Membres du Conseil d’Administration APEPA

Christiane PARAVY Rachid FETTAR

Guillaume et Anne-Sophie PODEVINS

Laurent MUSSIER

Frédéric GRESOVIAC


Cher(e) collègue de sciences physiques,

�Vous n’êtes pas adhérent(e) à l’APEPA (Association des Physiciens de l’EnseignementPublic Agricole) mais peut-être ne connaissez-vous pas encore cette association.

�Le but de ce courrier est de vous présenter cette association, la seule qui existe pour lesprofesseurs de sciences physiques et les personnels de laboratoire des établissementsagricoles. Elle a été fondée il y a plus de 40 ans et son intérêt n’est plus à démontrer.

�Depuis quelques années, nous constatons qu’à travers la conférence de physique-chimie,sur internet, de nombreux messages s’échangent. Cette conférence permet à chacun de poserdes questions, de pouvoir ainsi recevoir des réponses à un problème donné, théorique,pratique ou didactique ou de recevoir des conseils et de faire l’état des lieux de ce qui se passedans chaque établissement.

�Ces échanges sur internet sont-ils suffisants ?

�L’association APEPA apporte-t-elle autre chose d’important et de nécessaire ?

Lisez la page suivante pour en être convaincu(e).

Pour le BureauChristiane PARAVY

Siège social :LEGTA de Saint Germain en LayeRoute des Princesses78100 Saint Germain en Laye

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Détacher cette page et la suivante pour les donner auxcollègues qui ne sont pas encore adhérents à l’A.P.E.P.A.


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Chaque année, les Physiciens-Chimistes de l'Enseignement Agricole (professeurs et personnels de laboratoires) se réunissent en congrès. Ils y retrouvent leurs collègues biologistes et historiens géographes adhérents respectivement à l'ANEAP et à l'APHGEAP. Ces deux associations participent activement à l''élaboration du congrès annuel autant sur le plan matériel que sur le choix des activités de la semaine.

Informer vos collègues de biologie et d'histoire-géographie de l'existence de ces deux associations afin qu'ils puissent adhérer et « apporter leur pierre » à chacune des celle-ci.

Contacts:

ANEAP: Dominique Lechantre - LEGTA Nancy [[email protected]]

APHGEAP: Jean-Michel Fort – LEGTA de Châteauroux [[email protected]]

APHGEAP ANEAP Association des Professeurs d'Histoire Association des Naturalistes de et de Géographie de l'Enseignement l'Enseignement Agricole Public Agricole Public

Les activités des associations

un bulletin trimestriel des rencontres

un congrès annuel des conférences

ANEAP APHGEAP

APHGEAP ANEAP


Journées de Sartène Assemblée générale de clôture du congrès de

l'APEPA, l'ANEAP et l'APHG-EAP le 27 août 2010

En présence de :

� Mme Virginie VELLUTINI, présidente du conseil d’administration du LEGTA de Sartène.

� Mlle Karen THORRE, gestionnaire du LEGTA de Sartène et représentante de l’administration.

� Mme Dominique LECHANTRE, présidente de l'ANEAP et co-organisatrice du congrès � Mme Marie-Adélaïde LAUDE, présidente de l'APEPA � M. Jean-Michel FORT, président de l’APHG-EAP

Etaient excusés :

� M. Olivier MARTIN, proviseur du LEGTA de Sartène � M. Philippe VINCENT, représentant de la DGER � M. Gilles BEAUDOU, SRFD de Corse � M. Loïc GOUËLLO, DRAF de Corse � M. Paul QUILICHINI, maire de Sartène � Mme Hélène CARPENTIER, inspectrice en sciences physiques � M. Jean-Philippe TOMI, inspecteur en sciences physiques � M. Alain KOWALSKI, inspecteur en sciences physiques � Mme Anne-Marie LELORRAIN, inspectrice en histoire-géographie

1. Ouverture de la séance et remerciements : Marie-Adélaïde Laude ouvre l’Assemblée générale de clôture en remerciant Mme Vellutini, présidente du Conseil d’Administration, pour sa présence ainsi que les personnes qui ont concouru à la réussite de ce congrès : le proviseur Olivier Martin pour nous avoir accueilli dans son établissement, la gestionnaire Mlle Thorre pour son extrême disponibilité et son personnel notamment celui de la restauration, la directrice d’exploitation Mme Baude pour ses conseils et son accueil sur l’exploitation, la mairie de Sartène, les organisateurs André et Olivine Goureau et Dominique Lechantre qui ont fait un travail remarquable vu l’absence de collègue organisateur sur place, le professeur d’histoire-géographie M. Giovanni pour sa conférence sur l’histoire de la Corse et son aide aux collègues de l’APHG-EAP. Tous ont contribué à nous faire passer un agréable séjour.

Marie-Adélaïde Laude poursuit en remerciant également les organisations : la DGER (subvention 1500 € à partager entre les 3 associations), la CASDEN, les collectivités territoriales corses (en attente de subvention) et les très fidèles éditions Vuibert (qui remercient Christine Commarieu, qui a pris en charge la présentation des collections Vuibert sur le site du lycée, en faisant un don de 500 € à l’APEPA suite à son refus d’être rémunérée).


2. Compte rendus des travaux de la semaine : Chaque président fait le point sur les travaux de la semaine par association.

� APHG-EAP : les principaux thèmes de travail ont été, en histoire, la préhistoire (visite de Filitosa, musée de Sartène…) et, en géographie, les montagnes corses (visites d’exploitation). Au niveau de la vie de l’association, 13 congressistes étaient présents et Jean-Michel Fort souligne l’augmentation du nombre d’adhérents qui s’élève à 80 dont 17 nouveaux collègues. Un travail sur le bilan des heures en HG en seconde, l’EATDD qui remplace l’EATC, le Bac S avec la disparition de l’HG en terminale a été mené, la relance des conventions, ainsi que la mise en place de GAP (groupes d’animation pédagogique) ont cosntitué un autre temps fort dans le travail de l'APHG-EAP.

� ANEAP : Les membres du bureau de l’ANEAP ont été reconduits. Dominique

Lechantre fait remarquer que l’année 2010 est exceptionnelle par la tenue de ce congrès en Corse et par les réformes notamment les horaires d’accompagnement et les notions de développement durable et d’Agenda 21. Les travaux de la semaine ont porté sur les réformes en seconde et bac professionnel, ainsi que sur mise en place d’activités nouvelles pour attirer les jeunes dans l’association. Par exemple, l’ANEAP réfléchit à des journées à thème comme les champignons dans le Périgord, à la participation à l’aménagement des sites du littoral corse, et à des visites naturalistes…Myriam Jeunet fait le point sur les travaux menés par l’ANEAP sur le programme de seconde (comment l’aborder et son contenu) et s’inquiète de ne pas avoir encore les manuels pour les élèves à la rentrée.

� APEPA : Marie-Adélaïde Laude présente les nouveaux membres du bureau. Cette année, sur les 82 adhérents, 19 ont participé au congrès. Ces derniers ont travaillé sur la publication du bulletin, sur la relance de la communication pour motiver les nouveaux adhérents en utilisant mieux la conf APEPA, sur les activités des laboratoires et sur la mise en place du référentiel de seconde. Pour ce dernier point, Guillaume Podevins expose les 3 thèmes développés dans le programme. Face à cette grande liberté, le groupe a réfléchit à la façon de l’aborder et à la construction d’une progression. Mais, il fait remarquer que, comme il y a moins d’heures, le programme risque d’être difficile à terminer et qu’il faudra sans doute faire des choix. Par ailleurs, Marie-Adélaïde Laude précise que les 3 inspecteurs de physique-chimie se sont manifestés. Par courrier électronique, Jean-Philippe Tomi a donné des conseils sur la lecture du nouveau programme et reste à notre disposition. (voir copie de ce courrier en annexe).

3. Les vœux des 3 associations 3.1 Moyens mis en place pour la rentrée

Au nom des 3 associations, Jean-Michel Fort met le doigt sur la très grande disparité

des horaires disciplinaires par établissement en classe de seconde du fait de la non affectation de 10h à l’emploi du temps des élèves.

Ainsi en Histoire-Géographie, une enquête a été réalisée pour faire le point sur les horaires en classe de seconde générale et technologique, le constat sur 15 lycées, l’horaire élève en HG varie de 3,75h à 5,5h ! La liberté pédagogique créé bien une très grande disparité. Elle est renforcée par l’accompagnement personnalisé car il y a aussi de tout : soutien, discipline, renforcement EATDD…Bref, alors que l’examen final en terminale est unique, un élève de


seconde ne reçoit pas la même formation selon l’établissement qu’il fréquente. Il faudra faire attention aux réformes qui se poursuivent en première et terminale.

En plus, l’EATC, qui était un élément fort permettant d’identifier l’Enseignement Agricole, est remplacé par l’EATDD. Toutes les disciplines perdent des heures, notamment l’HG avec 9h/année soit 15min/semaine, d’où le manque de moyens pour mener un projet ambitieux centré sur un territoire.

Par ailleurs, l’HG passe en option en terminale alors que ces matières sont utiles en classes prépas. Vu les petits effectifs en lycée agricole, on peut s’interroger sur le maintient de cette option dans l’Enseignement Agricole.

3.2.Personnels de laboratoire

Annie Pinoteau prend la parole au nom des personnels de laboratoire :

« Nous, personnels de laboratoire, adhérents APEPA et ANEAP, de plus en plus nombreux au congrès, nous réjouissons de pouvoir nous retrouver dans ce cadre exceptionnel. C’est en effet l’unique occasion, pour nous, d’échanger nos pratiques professionnelles et les conditions de travail qui nous sont imposées. Aux précédents congrès, nous avions tiré la sonnette d’alarme et la situation continue de se dégrader. Le seuil de recrutement, autorisé à 24 élèves, ne permet plus les dédoublements et implique des conséquences :

- Présence indispensable du technicien lors des séances de TP pour des raisons évidentes de sécurité et du respect du matériel.

- Investissement plus important au niveau du matériel car les élèves sont plus nombreux par groupe.

- Non prise en compte de la surcharge de travail, parfois, liée aux nouveaux référentiels.

De plus, malgré le recrutement du concours de technicien 2008, de nombreux postes sont toujours non pourvus, des établissements sont sous dotés, les départs à la retraite ne sont pas compensés et les congés maladie ou maternité non remplacés. Il est donc indispensable de continuer les recrutements et les titularisations.

Toutefois, comme dans chaque congrès, les personnels de laboratoires des 2 associations (APEPA et ANEAP) ont été heureux de travailler ensemble. Le congrès 2010 au LEGTA de Sartène s’est déroulé dans un cadre exceptionnel avec un accueil chaleureux des Corses. »

3.3.Réformes en cours et inquiétudes Au nom des 3 associations, les présidents reviennent sur les réformes en cours.

Dominique Lechantre souligne la diminution des horaires en seconde pour un programme quasi identique, ce qui a des impacts sur la pédagogie (plus abstraite, moins de terrain), sur l’élève (accompagnement) et sur l’enseignant (qui devient accompagnateur de projets d’élèves et des collègues). L’enseignant n’est pas formé à ces nouvelles missions.

Elle réaffirme que le problème des horaires laissés à libre disposition créé des disparités entre établissement. Guillaume Podevins fait aussi part de ses inquiétudes à ce sujet, car cette grande liberté pour la répartition des heures pour pouvoir faire TP créé en plus des divisions au sein des équipes pédagogiques.


Jean-Michel Fort aborde également les problèmes de réduction horaire et de la présence

de l’Histoire-Géographie dans le stage développement durable en bac professionnel. De plus, les modalités de l’évaluation en épreuves terminales en bac professionnel et Bac S ne sont toujours pas connues, il est dès lors difficile de préparer les élèves à l’examen qui aura lieu en juin 2012 ! Beaucoup d’interrogations, peu de réponses pour le moment….

Jean-Michel Fort insiste également sur le rôle et la place de nos associations. Encore

une fois, nous souhaiterions plus de partenariat avec la DGER au niveau des réformes, de la conception des programmes, de l’élaboration et du choix des sujets. Nos associations sont force de propositions et se doivent d’être entendues. Nous sommes consultés a posteriori alors qu’il faudrait l’être en amont pour pouvoir intervenir. Un courrier au nom des 3 associations sera envoyé à la DGER pour demander que les membres des associations soient plus présents notamment lors de l’écriture des nouveaux programmes. Marie-Adélaïde Laude souhaite renouer le lien avec l’inspection. Les GAP peuvent insuffler une nouvelle dynamique pour une meilleure reconnaissance de la part de la DGER et de l’inspection et pour recruter de nouveaux collègues.

Puis, la question de la modification des concours de recrutement des enseignants est

débattue. Yohann Vignier nous fait part de son inquiétude quant à la mastérisation de ces

recrutements et surtout sur la formation post concours et les stages. Des remarques ont été envoyées à la DGER et les associations souhaitent être associée à cette réforme. Quel Master pour l’enseignement agricole ? Sur la formation des reçus au concours en juin 2010 qui sont directement en poste les interrogations sont multiples. En histoire-géographie, il y a 9 nouveaux PCEA après 9 ans sans concours. Jean-Michel Fort nous expose les motifs de son refus d’être Conseillé Pédagogique : professeur à Châteauroux, il aurait dû s’occuper d’un stagiaire basé à Bourges. Il n’y a pas de proximité dans l’enseignement agricole ! Il faudrait aménager l’ancien système pour l’EA en partenariat avec l’ENFA. L’entrée dans le métier est très déformée : les élèves vont être face à un professeur sans formation et qui sera 9 semaines absent et remplacé probablement par deux personnes différentes. La formation initiale est mise à mal ! En Physique-Chimie, Christiane Paravy nous explique aussi pourquoi elle a refusé d’être conseillère pédagogique avec l’aval de son proviseur. Les 3 heures de décharge sont insuffisantes, la formation des maîtres est au rabais et surtout notre spécificité ne nous permet pas de nous aligner sur l’Education Nationale. Ce type de prise de fonction ne se justifie pas en 2010. En plus, la grande différence de dates entre les concours à l’éducation nationale et à l’enseignement agricole pose problème. André Goureau nous dit que les formateurs ENFA ont aussi alerté l’administration sur la situation.

3.4. Formation continue Marie-Adélaïde Laude revient sur l’accompagnement des nouveaux programmes. Elle s’interroge sur les crédits pour faire de l’accompagnement disciplinaire ainsi que de la formation (stages spécifiques à l’ENFA, PNF, GAP).

Christine Commarieu nous explique qu’il existe un GAP (groupe d’animation pédagogique) en physique-chimie, né en juin 2009, mené par C. Ducamp, N. Hervé et P. Venturini avec 9 enseignants des différents cycles en lien avec l’inspection. Ils ont 3 réunions par an et ont travaillé sur 3 thèmes ; les biomolécules, l’énergie et la modélisation. Un premier bilan sera fait 1er trimestre 2011 pour une présentation mutuelle des travaux. Le but est de démultiplier des formations en région.


4. Conclusions

La parole est donnée à Mme Vellutini, présidente du conseil d’administration du LEGTA de Sartène et responsable des formations à la chambre d’agriculture. Ravie d’être présente, elle rappelle les spécificités «fabuleuses » de l’enseignement agricole avec sa grande capacité d’adaptation et son enseignement précurseur. Face à nos inquiétudes qu’elle fait siennes, elle craint que notre spécificité se retourne contre nous et nous propose de saisir les Conseils d’Administration pour les faire réagir. Par ailleurs, elle espère nous revoir et créer des partenariats.

Marie-Adélaïde Laude conclue sur le plaisir que les congressistes ont eu à se retrouver

en Corse et nous donne rendez-vous l’année prochaine au LEGTA de Chambéry La Motte-Servolex, puis au LEGTA Le Robillard en 2012 et peut-être au LEGTA de Nevers en 2013… pour continuer d’échanger afin de motiver les jeunes pour l’enseignement agricole de demain.

Veuillez trouver ci-après le mail de M. Tomi, inspecteur de Physique-Chimie :

Bonjour à tous, Je tiens tout d’abord à vous dire mon regret de n’être pas présent à ce congrès ; des raisons d’organisation et une charge importante de travail en cette fin de mois d’août et lors de tout le premier trimestre scolaire à venir en sont la cause.

Je vous souhaite néanmoins un bon congrès et une future bonne rentrée. Rentrée qui donnera lieu, pour l’enseignement agricole, à la poursuite des réformes initiées en septembre 2009, à savoir : celle de la voie professionnelle avec l’application du nouveau référentiel en classe de première professionnelle d’une part, et celle des BTSA ANABIOTEC, STA et VITI-OENO qui se poursuit en deuxième année, d’autre part. Par ailleurs, comme vous le savez déjà, la classe de seconde GT se voit dotée d’un nouveau référentiel, avec une philosophie d’approche (d’enseignement) radicalement différente. Enfin, l’attribution du DNB ne se fera plus avec les mêmes critères, en particulier, la validation du palier 3 du socle commun est désormais obligatoire pour cela. Le point commun à ces changements, je dirais, à ces véritables mutations, est la place prépondérante donnée à l’acquisition, et donc à la certification de compétences, alors que, jusqu’à présent, notre système d’enseignement (et je n’en dissocie pas l’éducation nationale) valorisait (certifiait) plutôt l’acquisition de connaissances. Il est bien sûr évident et incontournable que l’acquisition de connaissances reste au cœur des formations, cependant, elle ne doit plus se suffire à elle-même. En effet, il ne s’agit plus d’être strictement exhaustifs et d’empiler (ensiler !!) des savoirs. Il faut donner à l’élève, à l’étudiant, la possibilité d’exercer ses compétences, c’est dire de faire face à des situations complexes, à son niveau.

À ce titre, en ce qui concerne les filières des différents baccalauréats professionnels ainsi que celles des BTSA, une très grande liberté pédagogique est laissé aux enseignants. Elle est nécessaire au travail en équipe qui est désormais incontournable et laisse plus de latitude à la mise en place de projets et de travaux inter et pluri-disciplinaires. Nous savons (IEA de physique-chimie) que cette situation nouvelles donne lieu à de vives inquiétudes de la part des enseignants. Ces inquiétudes, qui par ailleurs traduisent le sérieux des acteurs de terrain que vous êtes, sont légitimes surtout après une très longue période où les programmes étaient très


encadrés et la liberté finalement assez marginale. Cependant elles ne doivent pas paralyser l’action et la mise en œuvre des réformes, il est inévitable que ces mutations se fassent parfois avec une part de tâtonnements. Je vous invite à vous appuyer grandement sur les documents d’accompagnement des référentiels accessibles sur Chorofil et/ou pré@vert et à ne pas hésiter à solliciter les conseils de l’inspection.

Comme je le disais en introduction, un nouveau référentiel s’applique désormais en seconde GT et je crois qu’il fait l’objet de certains de vos ateliers de travail. Si un examen rapide de celui-ci peut (faussement) donner l’impression de « déjà vu » en ce qui concerne les contenus, la lecture attentive de l’introduction, que je recommande vivement, montre que l’approche est radicalement différente de ce qui se pratiquait précédemment. La rédaction moins détaillée confère ici encore une liberté pédagogique accrue. L’entrée dite « thématique » ne fait plus, en particulier, la dichotomie physique/chimie mais favorise l’approche par compétences. Un point frappant est que des notions se trouvent mentionnées à divers endroits du programme. Il ne s’agit pas là de redondances stériles mais de la possibilité offerte à l’enseignant d’aborder une même notion sous des angles différents, à des moments de sa progression qui lui semblent opportuns compte tenu de son public. Cela impose de planifier son enseignement en début d’année en apportant des réajustements si le besoin s’en fait sentir compte tenu des acquis des élèves. Le professeur peut donc choisir d’

� étudier une notion et ne plus y revenir � aborder une notion et y revenir pour la compléter � étudier une notion et y revenir pour évaluer et remédier si besoin

Comme il est dûment mentionné dans le préambule : Il s’agit d’initier l’élève à la démarche scientifique1, c’est-à-dire le rendre capable de mettre en œuvre un raisonnement pour s’approprier, voire identifier un problème, formuler des hypothèses comme réponses possibles au problème posé, les confronter aux constats expérimentaux soit réalisés en classe, ce qui est bien sûr le plus probant, soit mis à disposition des élèves par différentes sources documentaires lorsqu’il n’est pas possible de faire autrement, et répondre à la problématique en exerçant son esprit critique. Nous sommes là dans la continuité du collège puisque « pratiquer une démarche scientifique et technologique, résoudre des problèmes » est l’un des quatre domaines de la compétence 3 du socle commun (les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique). Travailler dans l’esprit de la démarche d’investigation prend ici tout son sens. Pour terminer, je dirai quelques mots sur la validation du palier 3 du socle commun des connaissances et des compétences.

Encore une fois le mot de compétence vient nous rappeler les mutations que je citais préalablement. Il est vrai que les classes de quatrième et troisième sont moins présentes dans l’enseignement agricole public que dans d’autres systèmes de formation de l’enseignement agricole, cependant, il est important de prendre la mesure de cette nouvelle disposition. De 1 Pratiquer une démarche scientifique : « L’élève doit être capable de mettre en œuvre un raisonnement pour identifier un problème, formuler des hypothèses, les confronter aux constats expérimentaux et exercer son esprit critique. Il doit pour cela pouvoir mobiliser ses connaissances, rechercher, extraire et organiser l’information utile, afin de poser les hypothèses pertinentes. Il lui faut également raisonner, argumenter, démontrer et travailler en équipe. »


toute façon, tout élève arrivant en classe de seconde professionnelle ou GT est préalablement passé par une classe de troisième, qu’elle soit de l’enseignement agricole ou de l’éducation nationale.

Pour assurer la continuité des enseignements entre le premier et le second cycle, il est impératif que les professeurs de lycées connaissent le socle commun des connaissances et des compétences que tout jeune doit maîtriser au terme de sa scolarité obligatoire. Une note de service doit sortir courant septembre. Elle a pour objet d’aider à la mise en œuvre des modifications relatives au Diplôme National du Brevet (DNB). On trouve sur le site Éduscol le Livret Personnel de Compétence de l’élève (LPC) à utiliser pour cela, ainsi que des repères pour sa mise en œuvre2. Y figure également un vade-mecum concernant le pilier 3 du socle : « Culture scientifique et technologique »3

Voici donc bien des thèmes de réflexions et de travaux pour ce congrès que je vous souhaite riche et fécond tant sur le plan professionnel que sur le plan culturel et touristique. Bonne fin de séjour et bonne année scolaire. Bien cordialement.

JPh TOMI IEA de physique-chimie

2 Liens du site éduscol sur la validation du palier 3 : Livret personnel de compétences (LPC). http://media.education.gouv.fr/file/27/02/7/livret_personnel_competences_149027.pdf Repères pour la mise en œuvre du LPC. http://media.eduscol.education.fr/file/socle_commun/97/5/ReperesLivretcompetences_145975.pdf Grille de référence palier 3. http://media.eduscol.education.fr/file/socle_commun/72/9/evaluation-grillesDNB_117729.pdf 3 Liens du site éduscol sur le Vade-mecum culture scientifique et technologique : http://eduscol.education.fr/cid52432/evaluation-par-competences-outils-college.html


LES CHIFFRES SIGNIFICATIFS (C.S.) par Stéphanie Christmann-Testud

1. Définition

Le nombre de chiffres significatifs dans 1 résultat ou dans une donnée numérique c’est le nombre de chiffres comptés à partir de la gauche à partir du premier non nul. Exemples : 10,360 : 5 C.S. 1,036.101 : 4 C.S. 0001036.10-2 : 4 C.S. 0,010360000 : 8 C.S. On prête attention au nombre de chiffres significatifs dès qu’on a affaire à une grandeur issue d’une mesure ou à une constante physique ou encore à un résultat calculé à partir de mesures et/ou de grandeurs physiques. Remarque : déplacer la virgule ou utiliser une écriture en puissance de 10 ne doit pas modifier le nombre de CS. Exemples : le volume V de solution prélevé à la pipette jaugée : V = 10,0 mL : 3 C.S. la constante d’Avogadro : NA = 6,022.1023 mol-1 : 4 C.S. la distance d entre l’émetteur et l’écran sur lequel les ultrasons se réfléchissent : d = 80 cm : 2 C.S. On ne discutera pas du nombre de chiffres significatifs quand il s’agit de nombres entiers, car leur précision est « infinie » ou « totale ». Exemples : M Durand a 3 enfants : c’est exactement 3 : précision « infinie ».

Les ondes ultrasonores effectuent un aller retour entre l’émetteur et l’écran : elles parcourent donc 2 fois la distance émetteur – écran : c’est exactement 2 : précision « infinie ».

Pour les opérations classiques de calcul, on distingue l’addition et la soustraction de la multiplication et la division.

2. Addition - Soustraction. Rappel : on ne peut additionner ou soustraire que des grandeurs ayant la même dimension. (additionner des bananes à des bananes, ou retrancher des euros à des euros !) Exemple : on cherche la masse molaire moléculaire du chlorure d’hydrogène de formule HCl.

On donne les masses molaires atomiques en g.mol-1 pour H : 1,0 (2 C.S.) et pour Cl : 35,5 (3 C.S.). On pose M(HCl) = M(H) + M(Cl)

Soit :

Le résultat est à 3 C.S. : la précision porte sur les dixièmes : 1 chiffre après la virgule.

Exemple : la hauteur H d’un immeuble, mesuré depuis le sol, est de 39,56 m (4 C.S.) et la distance d entre le sol et le balcon du second étage est de 6 m (1 C.S.). On cherche la distance D entre le balcon et le sommet de l’immeuble. On pose D = H - d

Soit :

1,0 + 35,5 36,5


(les x représentent des chiffres que l’on ne connaît pas)

le résultat comporte donc 2 C.S. c’est-à-dire une précision au mètre, puisqu’on n’a pas pour le balcon, l’information sur les décimètres ni sur les centimètres.

A retenir pour l’addition et la soustraction : au niveau de la précision de la mesure, on traite les unités avec les unités ; les dizaines avec les dizaines ; les dixièmes avec les dixièmes…

3. Multiplication - Division. Pour la multiplication ou pour la division, on n’a pas besoin de faire attention à la dimension des grandeurs car celles-ci sont souvent très différentes. Multiplication : Exemple : pour calculer la surface S d’un terrain rectangulaire de longueur L = 16 m (2 C.S.) et

de largeur l = 4,82 m (3 C.S.), on pose S = L .l. Avec une précision au m sur L, et au cm sur l, on pourrait poser les opérations :

Lorsqu’on additionne la colonne des unités, on a 2 + 4 = 6 , mais la colonne des dixièmes fait 3 + 8 + x soit plus de 10… on met donc 7 pour les unités. Il en est de même dans l’autre opération.

Le résultat indiqué par la calculette est de 77,12 mais on vient de voir que l’on ne peut garder que 2 C.S. et la réponse devient S = 77 m2.

Exemple : Pour calculer la quantité de matière n d’un soluté de concentration C = 0,20 mol.L-1

(2 C.S.)dans un volume V = 100 mL (3 C.S.), on pose n = C.V, soit les opérations : 0,2 0 x 0,1 0 0

0,1 0 0 0,2 0 x

0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 x 0 0 0 0

Ou 0 x 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0

0,0 2 0 x x x 0,0 2 0 x x x

La calculette indique 0,02 or on peut donner plus de précision : 0,020 ou encore 2,0.10-2 mol, soit 2 C.S.

Division : Exemple : M Durand partage sa fortune de 80000 euros (5 C.S.) entre ses 3 enfants de manière

égale. On pose 80000/3 soit l’opération :

39,56 - 6,xx 33,xx

16,x x 4,8 2

4,8 2 16,x x

3 2 x x 1 2 8 x x 6 4 x x

x x x x x x 2 8 9 2 4 8 2

7 7,x x x x

Ou

7 7,x x x x


3 8 0 0 0 0,x - 6 = 2 0

- 1 8 = 0 2 0 - 1 8 = 0 2 0 - 1 8 = 0 2 0 - 1 8 = 0 2 x

2 6 6 6 6 ,x

Le résultat est à 5 C.S. ; on ne peut pas donner le chiffre suivant car on ne sait pas s’il y avaient des dizaines de centimes.

Exemple : pour connaître l’épaisseur e d’une pièce d’un euro, on fait une pile de 10 pièces et en en mesure la hauteur d = 2,06 cm (3 C.S.) au pied à coulisse précis au 1/10 de mm. On en déduit e = d /10 = 2,06.10-2 /10 = 2,06.10-3 m (3 C.S.) On a ainsi gagné 1 C.S. de précision par rapport à la mesure directe de e au pied à coulisse.

Exemple : pour déterminer la vitesse ou célérité des ondes ultrasonores ayant parcouru une

distance d = 0,90 m (2 C.S.) pendant une durée ∆t = 2,70 ms (3 C.S.), on pose v = d / ∆t = 0,90 / (2,70.10-3) = 0,90 / (270.10-5) = 90.103 / 270 soit : La calculette indique 333,333…mais l’on ne peut pas donner plus de 2 C.S., c’est à dire v = 3,3.102 m.s-1

A retenir pour la multiplication ou pour la division : on donne dans la réponse le même nombre de chiffres significatifs qu’il y a dans le moins précis des termes servant à faire l’opération. On arrondit le dernier chiffre significatif de la manière suivante : de 0 à 4 on arrondit en dessous ; de 5 à 9 on arrondit au dessus.

4. Les fonctions : sin, cos, tan, ln, log, exp, puissance… Ces fonctions sont appliquées à des grandeurs adimensionnelles. Le fait de passer par ce type de fonction peut faire perdre en précision, ou au contraire permet d’augmenter le nombre de C.S. Illustration graphique : on mesure a, et on lui applique la fonction f et on obtient b : f(a) = b. Selon l’allure de f , une incertitude sur x (ou nombre de C.S.) peut entraîner une incertitude plus grande ou plus petite sur b : y y b b a x a x

2 7 0 9 0 x - 8 1 0 = 0 9 x x - 8 1 0 = 0 x x

0,3 3


A retenir au lycée pour les fonctions: on ne limite pas la précision d’un résultat par le manque de chiffres significatifs d’une grandeur à laquelle on applique une telle fonction mathématique. Exemple : on veut déterminer la valeur de l’indice optique n du verre en l’éclairant avec un

rayon incident d’angle i = 30° venant de l’air d’indice na = 1,00. Ce rayon passe dans le verre avec un angle réfracté r = 19,5°. On applique la loi de Descartes : na.sin(i) = n.sin(r), d’où n = na.sin(i) / sin(r) = 1,00 .sin(30) = 1,50

sin(19,5) on donne un résultat à 3 C.S. car na est à 3 C.S. ; on ne tient pas compte de la

limitation à 2 C.S. de l’angle incident. Conclusion : On doit prêter attention au nombre de chiffres significatifs donnés dans un résultat pour ne pas altérer la précision des mesures après l’application d’opérations mathématiques, en respectant les règles énoncées ci-dessus. Mais on demandera un peu d’indulgence aux correcteurs selon les situations et les chiffres trouvés, car des ondes qui se réfléchissent sur un obstacle à une distance d = 80 cm de l’émetteur ont parcouru une distance D quand elles sont de retour au niveau de l’émetteur, avec :

D = 2.d = 2 x 0,80 = 1,6 m ( 2 C.S.) mais aussi D = d + d = 0,80 + 0,80 = 1,60 m ( 3 C.S.) !!


Questionnaire relatif à la conférencede Madame Carole PETITJEAN

L’amidon : du champ. . .

aux matériaux de performance de demain

Centeolt, dieu du maïs chez les Aztèques


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Durée : 1 heure 15 minutesLe sujet comporte quatre parties indépendantes. Les notes personnelles prises pendant la confé-

rence et les documents remis pourront être consultés durant l’épreuve. L’utilisation des calculatricesalphanumériques est autorisée.Sur les feuilles-réponses, les numéros des questions sont identiques à ceux qui figurent sur le sujet.Ces feuilles-réponses seront remises aux examinateurs à la fin de l’épreuve. Le questionnaire, les do-cuments et les notes personnelles pourront être conservés.Toutes les questions sont, dans une large mesure, indépendantes, les dernières ne sont pas nécessaire-ment les plus difficiles ! Le sujet est long, mais la longueur est la même pour chacun des participants. . .

Bon travail !

Sommaire1. L’amidon 3

1.1. Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2. Structure de l’amidon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3. Hydrolyse de l’amidon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.4. Dosage du glucose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2. L’isosorbide 7

3. L’acide succinique 73.1. Passage du glucose à l’acide succinique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2. Dosage de l’acide succinique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4. Dérivés de l’isosorbide et de l’acide succinique 94.1. Estérification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.2. Estérification de l’isosorbide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.3. Polymérisation entre l’acide succinique et l’isosorbide . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.4. Obtention et utilisation du butane-1,4-diol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10


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Données• Produit ionique de l’eau à 298 K : Ke = 1,0× 10−14

• 1 t = 103 kg• Masses molaires atomiques M : Élément H C O

M

[ g · mol−1]1,0 12,0 16,0

• Amidon : H−[C6H10O5]n−OH• Glucose : C6H12O6• Acide succinique : acide butanedioïque

D’autres données seront fournies au fur et à mesure des besoins.

1. L’amidon

1.1. Applications1.1.1. Le maïs est une céréale utilisée dans de nombreuses industries telles que la semoulerie, la

distillerie, l’huilerie, les industries dérivées.On donne une liste de produits : polenta, vin, huile, bourbon, corn flakes, colle, beurre, tour-teaux, acide succinique, isosorbide, polymères biodégradables. Parmi ces produits, certainscontiennent des dérivés issus du maïs. Pour chaque produit identifié comme dérivé du maïs,cocher dans le tableau le type d’industrie qui le concerne.

1.1.2. Un des intérêts de l’amidon est son aptitude à donner des matériaux biodégradables.1.1.2.1. Définir un matériau biodégradable.1.1.2.2. La durée de biodégradation est très variable selon les matériaux.

On considère les matériaux suivants : sac en papier, sac en amidon de maïs, sacen plastique, bouteille en plastique, pelure d’orange et mégot de cigarette.Attribuer à chacun une évaluation de sa durée approximative de biodégradationparmi les choix suivants :21 à 63 jours ; 60 à 180 jours ; 365 à 4380 jours ; 450 ans ; > 5000 ans.Cocher la case correspondante du tableau de la feuille-réponse.

1.1.3. Un grain de maïs comporte plusieurs parties, il subit des traitements successifs permettantl’extraction de divers types de constituants :• lors du broyage, le germe est récupéré ;• les drêches sont obtenues après tamisage ;• l’agglomérat restant subit un ultime traitement pour séparer deux types de constituants.Pour chaque partie extraite (germe, drêches, agglomérat), indiquer les constituants princi-paux parmi les composés ou familles chimiques suivants : amidon, protéines, lipides, matièrescellulosiques.Cocher la ou les cases correspondantes du tableau de la feuille-réponse.

1.1.4. Donner la définition du terme « amidon natif ».1.1.5. Décrire brièvement un test à réaliser pour mettre en évidence la présence d’amidon dans

une pomme de terre.


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1.2. Structure de l’amidonL’amidon est constitué de deux types de polymères, l’amylose et l’amylopectine. Selon les pro-portions des deux polymères, la viscosité du produit obtenu par cuisson du lait d’amidon évoluedifféremment lors du refroidissement.On donne la courbe retraçant l’évolution dans le temps de la viscosité en fonction de la température.

1.2.1. Indiquer comment on prépare un lait d’amidon à partir d’amidon.1.2.2. Expliquer l’origine du gonflement lors du début du chauffage.1.2.3. Décrire les phénomènes se produisant à l’échelle moléculaire au-delà du pic de viscosité.1.2.4. Lors du refroidissement, la viscosité augmente plus ou moins selon la teneur en amylose et

en amylopectine.On donne ci-après les formules des deux types de polymères.

Polymère de type I (degré de polymérisation 2 × 102 à 2 × 104)


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Polymère de type II(degré de polymérisation 105 à 106)

Reconnaître et désigner l’amylose et l’amylopectine. Justifier le choix effectué.1.2.5. Lors du refroidissement, les amidons riches en amylose rétrogradent fortement après cuisson.

Ce phénomène pose des problèmes de viscosité.Indiquer ce qui se passe lors de la rétrogradation de l’amidon.

1.2.6. Pour éviter cette rétrogradation de l’amidon et le stabiliser, on le soumet à divers traitementsdont l’acétylation. Pour cela, on fait réagir l’amidon avec l’anhydride éthanoïque en milieubasique.1.2.6.1. Écrire la formule semi-développée de l’anhydride éthanoïque.1.2.6.2. Compléter l’équation de la réaction d’acétylation de l’amidon désigné par R−OH.

R−OH + . . . + HO – = . . . + . . . + H2O1.2.6.3. Expliquer à quoi est due la stabilisation par acétylation.1.2.6.4. Indiquer comment on nomme un amidon qui a subi un (ou plusieurs) traite-

ment(s) physique(s), chimique(s) ou biologique(s).1.2.6.5. L’amidon acétylé est désigné dans les produits alimentaires par l’appellation

E1420.En déduire à quelle catégorie de produits il appartient.

1.3. Hydrolyse de l’amidonL’amidon a pour formule brute H−[C6H10O5]n−OH. Il s’hydrolyse en glucose de formule bruteC6H12O6 en présence d’acide chlorhydrique, à chaud.1.3.1. Écrire l’équation de la réaction.1.3.2. En présence d’une enzyme particulière, l’amylase, à une température assez basse (37 ◦C),

l’hydrolyse de l’amidon conduit principalement au maltose de formule C12H22O11.1.3.2.1. Définir le terme « enzyme ».1.3.2.2. Écrire l’équation de la réaction.1.3.2.3. Le maltose donne à chaud un précipité rouge avec la liqueur de Fehling.

Préciser la fonction chimique ainsi mise en évidence.1.3.2.4. Dans l’intestin, grâce à la maltase, le maltose est hydrolysé en glucose.

Écrire l’équation de la réaction.


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1.4. Dosage du glucoseLe glucose a pour formule brute C6H12O6.Sa masse molaire moléculaire est égale à MG = 180 g · mol−1.Dans la molécule, sont présentes des fonctions alcool et une fonction aldéhyde. La chaîne carbonéeest linéaire, les groupes hydroxyle sont portés par des atomes de carbone différents. Dans la suite, leglucose sera noté R−CHO.Le glucose se transforme en ion gluconate en présence de diiode en milieu basique, selon la réactiontotale d’équation :

R−CHO + I2 + 3 HO− = R−COO− + 2 I− + 2 H2O

1.4.1. Écrire la formule semi-développée du glucose.1.4.2. Identifier, en justifiant la réponse, l’espèce chimique oxydante du couple formé par le glucose

et l’ion gluconate.1.4.3. On détermine par dosage spectrophotométrique indirect, la masse de glucose présente dans

un volume V0 = 1,00 L d’une solution incolore S0.• On prélève un volume VP = 2,00 mL de la solution S0 que l’on verse dans une fiole jaugée

de volume VF = 50,0 mL.• On rajoute un volume VI = 20,0 mL d’une solution colorée de diiode de concentration

CI = 2,0× 10−2 mol · L−1.• On complète jusqu’au trait de jauge avec une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium

incolore. On obtient une solution SF dans laquelle initialement le diiode et les ions hy-droxyde sont en excès par rapport au glucose.

• On laisse la réaction se dérouler totalement pendant une demi-heure.• Pendant ce temps, on prépare quatre solutions différentes de diiode, à partir d’une solu-

tion SM de concentration CM = 4,0 mmol · L−1. On mesure l’absorbance A de chacunede ces solutions et de la solution mère à l’aide d’un spectrophotomètre.On obtient les résultats suivants, pour diverses solutions de concentration C en diiode.Solutions 1 2 3 4 5C / [mmol ·L−1] 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0A 0,50 0,75 1,00 1,50 2,00

• On mesure ensuite l’absorbance de la solution SF ; on obtient la valeur AF = 1, 30.1.4.3.1. Calculer le volume de solution SM à prélever pour obtenir 10,0 mL de solution

de diiode de concentration 3,0 mmol · L−1.1.4.3.2. Pour pouvoir déterminer l’absorbance, il faut d’abord paramétrer le spectropho-

tomètre.1.4.3.2.1. Indiquer le paramètre du spectrophotomètre qu’il convient de ré-

gler avant d’effectuer les mesures.1.4.3.2.2. Indiquer comment on doit choisir ce paramètre.

1.4.3.3. Construire la courbe A = f(C). Commenter le graphe.1.4.3.4. Indiquer ce qui permet de vérifier, après la demi-heure d’attente, que le diiode

a bien été introduit en excès.1.4.3.5. Déterminer, en expliquant la démarche, la valeur de la concentration en diiode

CF dans la solution SF .1.4.3.6. Calculer la quantité de matière de diiode initialement présente dans la solution

SF .1.4.3.7. En déduire la quantité de matière de glucose initialement présente dans la so-

lution SF .1.4.3.8. Calculer la masse de glucose présente dans le volume V0 = 1,00 L de la solution

de départ S0.Bulletin APEPA 27/80 n°163/2010

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2. L’isosorbideOn s’intéresse à la série de transformations du glucose en isosorbide via le sorbitol.2.1. Le sorbitol est obtenu à partir du glucose (noté R−CHO) par une réaction d’hydrogénation.

Écrire l’équation de la réaction correspondante.2.2. La déshydratation du sorbitol donne l’isosorbide, dont la formule topologique est la suivante.

2.2.1. Indiquer ce que représentent et dans la structure de l’isosorbide.2.2.2. Écrire la formule de Lewis de l’isosorbide (sans tenir compte de la stéréochimie).2.2.3. Entourer les groupements fonctionnels de l’isosorbide. Nommer la (ou les) fonction(s)

correspondante(s).2.2.4. Donner la formule brute de l’isosorbide et écrire l’équation de la réaction de formation

de l’isosorbide à partir du sorbitol.

3. L’acide succinique

3.1. Passage du glucose à l’acide succiniquePar fermentation du glucose et action du dioxyde de carbone CO2, on peut obtenir de l’acide succi-nique ou acide butanedioïque.3.1.1. Écrire la formule semi-développée de l’acide succinique.3.1.2. Il se forme n = 0,85 mole d’acide succinique par mole de glucose (C6H12O6) qui entre en

réaction. Le rendement de l’hydrolyse de l’amidon H−[C6H10O5]n−OH est ρ = 90 %.La masse molaire moléculaire de l’acide succinique est Ma = 118 g · mol−1

3.1.2.1. Calculer la masse d’amidon qu’il faut traiter pour obtenir 1,00 tonne d’acidesuccinique, on assimilera la masse molaire moléculaire de l’amidon à celle de[C6H10O5]n.

3.1.2.2. Sachant que le maïs sec contient 70 % en masse d’amidon, calculer la masse demaïs qu’il faut traiter pour obtenir 1,00 t d’acide succinique.

3.1.3. À propos de la transformation du glucose en acide succinique, les scientifiques précisent :« Le procédé est en effet à production négative de carbone. . . Il utilise environ 0,75 moléculede dioxyde de carbone par molécule d’acide succinique produite. »Donner l’intérêt de ce procédé.

3.1.4. Indiquer ce qu’on appelle « acide biosuccinique ».

3.2. Dosage de l’acide succiniqueLa molécule d’acide succinique, ou acide butanedioïque, comporte deux fonctions acide carboxylique.Dans l’eau, ce composé se comporte comme un diacide.Ses constantes d’acidité sont telles que pKA1 = 4, 2 et pKA2 = 5, 6.Pour les questions suivantes, on notera l’acide succinique H2A.


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3.2.1. Écrire les équations des réactions qui se produisent lorsqu’on introduit de l’acide succiniquedans l’eau.Indiquer à quelles expressions sont égales les constantes KA1 et KA2 lorsque ces équilibressont établis.

3.2.2. Qualifier le comportement de l’espèce HA – .Justifier la réponse.

3.2.3. Indiquer sur un axe gradué en unités de pH les domaines dans lesquels les différentes espècesdérivant de l’acide succinique sont majoritaires, justifier brièvement.Rechercher à quelle condition HA – peut être à la fois dix fois plus concentré que le diacideH2A et que la dibase A2 – , justifier et conclure.

3.2.4. Pour déterminer le rendement d’une production d’acide biosuccinique à partir d’amidon,on procède au dosage pH-métrique d’un échantillon du mélange réactionnel. On prélève unvolume VA = 10,0 mL de la solution acide que l’on dose par de l’hydroxyde de sodium ousoude de concentration CB = 0,125 mol · L−1. On obtient la courbe ci-dessous donnant lepH en fonction du volume V de réactif titrant versé.

V / mL

pH

0 4 8 12 16 20 240

2

4

6

8

10

12

3.2.4.1. Dresser la liste du matériel et de la verrerie nécessaires pour réaliser ce dosage.3.2.4.2. Écrire les équations des réactions de dosage auxquelles on pourrait s’attendre.3.2.4.3. Expliquer pourquoi on ne voit qu’un seul saut de pH.

En déduire l’équation de la réaction globale se produisant lors du dosage.


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Calculer sa constante d’équilibre.Indiquer ce qu’on peut conclure de la valeur de cette constante de réaction.

3.2.4.4. Relever directement le volume à l’équivalence.En déduire la concentration en acide succinique de l’échantillon analysé.

3.2.4.5. Préciser la nature du traitement informatique et la méthode permettant dedéterminer la valeur du volume équivalent.

3.2.4.6. Préciser, en justifiant la réponse (sans se référer à la courbe fournie), si la valeurdu pH à l’équivalence est acide, basique ou neutre.

3.2.4.7. On veut déterminer plus rapidement la concentration CA de la solution acideen pratiquant un dosage colorimétrique.Choisir dans le tableau ci-dessous l’indicateur coloré qui convient le mieux pource type de dosage.Justifier la réponse.Indicateur Teinte acide Zone de virage Teinte basiqueHélianthine Rouge 3,1 - 4,4 JauneRouge de méthyle Rouge 4,2 - 6,2 JauneBleu de bromothymol Jaune 6,0 - 7,6 BleuRouge de crésol Jaune 7,2 - 8,8 RougePhénolphtaléine Incolore 8,2 - 10,0 Violet

4. Dérivés de l’isosorbide et de l’acide succinique

4.1. Estérification4.1.1. On considère un ester désigné par E.

Écrire la formule générale en désignant les groupes alkyles éventuels par R, R′, R′′,. . .4.1.2. Indiquer les fonctions chimiques couramment utilisées pour obtenir l’ester E.

Écrire l’équation de la réaction correspondante, en faisant apparaître les groupes fonction-nels.

4.1.3. Donner les caractéristiques de la réaction d’estérification.4.1.4. Pour réaliser cette réaction, il est nécessaire de chauffer. Parmi les propositions suivantes,

choisir l’intérêt (ou les intérêts) du chauffage :• obtenir un produit plus pur ;• accélérer la réaction ;• diminuer la quantité de matière des réactifs ;• augmenter le rendement.

4.1.5. Proposer un moyen d’augmenter le rendement de la transformation tout en conservant lesmêmes réactifs.

4.1.6. Pour synthétiser un ester, on peut aussi utiliser un anhydride d’acide.4.1.6.1. Représenter la formule générique de l’anhydride d’acide à utiliser pour synthé-

tiser l’ester E.Écrire l’équation de la réaction correspondante.

4.1.6.2. Préciser l’intérêt de cette méthode.

4.2. Estérification de l’isosorbideOn fait réagir l’isosorbide avec des acides gras.Les acides gras sont des acides carboxyliques dont le groupe alkyle (noté R dans la suite) est ungroupe hydrocarboné à chaîne saturée ou non.


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4.2.1. Donner la formule topologique plane du produit organique obtenu, lorsque l’acide est enlarge excès.

4.2.2. Parmi les propositions suivantes, entourer les usages possibles d’un tel produit :colle, plastifiant, vernis, peinture, . . .

4.3. Polymérisation entre l’acide succinique et l’isosorbideL’acide succinique (acide butanedioïque) réagit avec l’isosorbide pour donner un polymère : le poly-isosorbide succinique PIS.4.3.1. Indiquer la nature de la réaction chimique mise en jeu.

En déduire la famille de polymères à laquelle appartient le PIS.4.3.2. Écrire l’équation de la réaction de formation du PIS en explicitant la formule du polymère.

On pourra utiliser des formules topologiques.Représenter le motif du polymère en formule topologique.

4.4. Obtention et utilisation du butane-1,4-diol4.4.1. Par hydrogénation de l’acide succinique, on obtient du butane-1,4-diol.

4.4.1.1. Écrire l’équation de la réaction correspondant à la transformation.Utiliser les formules semi-développées des différents réactifs et produits.

4.4.1.2. En fait, l’hydrogénation conduit à un mélange de butane-1,4-diol, de gamma-butyrolactone, de tétrahydrofurane et d’autres composés.Donner le nom d’une méthode analytique utilisée au lycée pour montrer qu’unmélange liquide contient plusieurs constituants chimiques.On ne demande pas de décrire la mise en œuvre de cette technique.

4.4.2. Le butane-1,4-diol peut conduire par polycondensation au polybutylènetéréphtalate, donton donne la formule ci-dessous.

Donner la formule topologique d’un monomère à faire réagir avec le butane-1,4-diol pourobtenir ce polymère.

4.4.3. Le butane-1,4-diol peut conduire à une riche variété de polymères, qu’on peut qualifier de« polymères bio-sourcés ».Indiquer, en justifiant la réponse, si on peut en conclure que les polymères obtenus sontbiodégradables, donner la signification de « bio-sourcé ».

Fin du questionnaire !


Olympiades Nationales de la Chimie

2010

Questionnaire : Corrigé

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Total 133

Dans le barème, l’astérisque signifie « attribuer les points en tout ou rien ».


ONC 2010 Corrigé questionnaire Page 2 / 11

1. L’amidon

1.1. Applications1.1.1.Pour chaque produit provenant du maïs, cocher dans le tableau ci-dessous le typed’industrie qui le concerne.

pole

nta

vin

huile

bour

bon

corn

flake

s

colle

beur

re

tour

teau

x

acid

esu

ccin

ique

isoso

rbid

e

poly

mèr

esbi

odég

rada

bles

semoulerie × ×distillerie ×huilerie × ×industries dérivées × × × ×

4(-0,25par er-reur)

1.1.2.1.Matériau biodégradable : matériau dégradable dans un milieu naturel produisantun résidu final de préférence non toxique pour l’homme et l’environnement.Il peut rentrer dans la composition d’un compost sans en modifier les propriétés.

2

1.1.2.2.Attribuer à chaque produit sa durée de biodégradation en cochant la case correspon-dante du tableau.

21à

63jo

urs

60à

180

jour

s

365

à43

80jo

urs

450

ans

>50

00an

s

sac en papier ×sac en amidon de mais ×sac en plastique ×bouteille en plastique ×pelure d’orange ×mégot de cigarette ×

2(-0,5par er-reur)

1.1.3.Cocher la ou les cases correspondant aux constituants principaux des différentesparties extraites du grain de maïs.

amidon lipides protéines matièrescellulosiques

germe ×drêches ×agglomérat × ×

2(-0,5par er-reur)

1.1.4.Amidon natif : amidon n’ayant subi aucune transformation chimique ou physique. 2

1.1.5.Mise en évidence de la présence d’amidon dans une farine de maïs : ajout d’unesolution de diiode, apparition d’une couleur bleue.

2

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1.2. Structure de l’amidon1.2.1.Préparation du lait d’amidon : on mélange de l’amidon (en granules) et de l’eau eton agite.

1

1.2.2.Gonflement au début du chauffage : les granules éclatent, l’eau s’introduit entre leschaînes d’amylose et d’amylopectine (des liaisons hydrogène se forment), les chaînesse déploient d’où un gonflement.

2

1.2.3.Phénomènes se produisant, à l’échelle moléculaire, au-delà du pic : l’agitation ther-mique détruit les liaisons hydrogène entre les chaînes qui se séparent en se liant àl’eau.

2

1.2.4.Identifier le polymère en cochant la case correspondante :Polymère de type I IIamylose ×amylopectine ×

Justification : les chaînes linéaires et pluscourtes d’amylose s’entremêlent et se lient fa-cilement les unes aux autres en emprisonnantde nombreuses molécules d’eau, la viscosité esttrès importante.

Les chaînes ramifiées et plus longues d’amylopectine donnent chacune de petitespelotes mais ne s’entremêlent pas entre elles et forment plus difficilement un réseaudense, la viscosité est moindre.

1 + 2

1.2.5.Phénomène se produisant lors de la rétrogradation de l’amidon : les liaisons hydro-gène se reforment.

1

1.2.6.1.Formule semi-développée de l’anhydride éthanoïque 1

1.2.6.2.Compléter l’équation de la réaction d’acétylation :R−OH + CH3−CO−O−CO−CH3 + HO – = CH3−COO – + CH3−CO−O−R +H2O

2

1.2.6.3.La stabilisation par acétylation est due au remplacement des groupes −OH par des−O−CO−CH3 qui ne donnent pas lieu à des liaisons hydrogène entre les chaînes.

2

1.2.6.4.Un amidon qui a subi un (ou plusieurs) traitement(s) physique(s), chimique(s) oubiologique(s) est nommé amidon modifié.

1

1.2.6.5.Catégorie de produits à laquelle appartient un amidon acétylé : additifs alimentaires. 1

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1.3. Hydrolyse de l’amidon1.3.1.Équation de la réaction d’hydrolyse de l’amidon en glucose :H−[C6H10O5]n−OH + (n− 1 ) H2O = n C6H12O6

2

1.3.2.1.Enzyme : catalyseur biologique. 11.3.2.2.Équation de la réaction d’hydrolyse de l’amidon en maltose :2 H−[C6H10O5]n−OH + (n− 2 ) H2O = n C12H22O11

2

1.3.2.3.Fonction chimique mise en évidence : aldéhyde 11.3.2.4.Équation de la réaction d’hydrolyse du maltose en glucose :C12H22O11 + H2O = 2 C6H12O6

2

1.4. Dosage du glucose1.4.1.Formule semi-développée du glucose (sous sa forme linéaire) : 1

1.4.2.Espèce chimique oxydante glucose(entourer la bonne réponse) ion gluconateJustification : R−CHO + 3 HO – = R−COO – + 2 H2O + 2 e –

Le réducteur R−CHO perd des électrons pour donner son oxydant conjugué(R−COO – ).

1 + 2

1.4.3.1.Volume de solution SM pour obtenir 10,0 mL de solution de diiode à 3,0 mmol · L−1 :V =

10, 0× 3, 0

CM

= 7, 5 mL2

1.4.3.2.1.Paramètre du spectrophotomètre à préciser : longueur d’onde 11.4.3.2.2.Choix du paramètre : on trace un spectre d’absorption donnant l’absorbance enfonction de la longueur d’onde, la longueur d’onde choisie correspond au maximumde l’absorbance.On peut aussi choisir la longueur d’onde selon la couleur de la solution, la longueurd’onde choisie correspond à la couleur complémentaire de la solution.

2

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1.4.3.3.

C / [mmol · L−1]

A

0 1 2 3 40

0, 4

0, 8

1, 2

1, 6

2, 0

AF = 1, 3

CF = 2,60 mmol · L−1

Commentaire : les points sont alignés, la loi de Beer-Lambert est vérifiéeA = k C où k est une constante.

2

1

1.4.3.4.Vérification de l’excès de diiode : la solution est encore colorée en brun. 1

1.4.3.5.Détermination de la concentration en diiode CF dans la solution SF : on trace ladroite d’étalonnage A = f(C) sur le graphe, on détermine l’abscisse de l’intersectionde la droite d’étalonnage et de la droite d’équation A = 1, 30, c’est la concentrationCF .On trouve CF = 2,60 mmol · L−1

1 + 2

1.4.3.6.Quantité de matière de diiode initialement présente dans la solution SF :nI2ini = CI VI = 0,400 mmol

2

1.4.3.7.Quantité de matière de glucose initialement présente dans la solution SF :nG = nI2ini − CF VF = 0,270 mmol

3

1.4.3.8.Masse de glucose présente dans le volume V0 = 1,00 L de la solution de départ S0 :mG =

nG V0 MG

VP

= 24,3 g

2

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2. L’isosorbide2.1.Équation de la réaction correspondant à la transformation du glucose en sorbitol :R−CHO + H2 = R−CH2−OH

1

2.2.1.: liaison se dirigeant vers l’arrière: liaison se dirigeant vers l’avant

1

2.2.2.Formule de Lewis de l’isosorbide : 2

2.2.3.Entourer les groupes fonctionnels et nommer la ou les fonction(s) de l’isosorbide : 2

2.2.4.Formule brute de l’isosorbide : C6H10O4Équation de la réaction de formation de l’isosorbide à partir du sorbitol (utiliser lesformules brutes) :C6H14O6 = C6H10O4 + 2 H2O

1

1

Page 6 : 8



3. L’acide succinique

3.1. Passage du glucose à l’acide succinique3.1.1.Formule semi-développée de l’acide succinique : 1

3.1.2.1.Masse d’amidon :Quantité d’acide succinique dans ma = 1,0 t :

na =ma

Ma

=1,00× 106

118= 8,5× 103 mol

Quantité de glucose nécessaire : ng =na

0, 85= 1,0× 104 mol

Masse d’amidon nécessaire :mamidon =

ng n (6 MC + 10 MH + 5 MO)

ρ n= 1,8× 103 kg = 1,8 t

4

3.1.2.2.Masse de maïs : mmaïs =

mamidon

0, 70= 2,6× 103 kg = 2,6 t 2

3.1.3.Intérêt du procédé : comme il produit moins de CO2 qu’il en consomme, c’est unprocédé qui diminue l’effet de serre.

1

3.1.4.Acide biosuccinique : acide succinique produit par un procédé biologique. 1

3.2. Dosage de l’acide succinique3.2.1.Équations des réactions qui se produisent lorsqu’on introduit de l’acide succiniquedans l’eau et expressions, valables à l’équilibre, des constantes d’équilibre :

H2A + H2O = HA− + H3O+ KA1 =

[HA−] [H3O+]

[H2A]

HA− + H2O = A2− + H3O+ KA2 =

[A2−] [H3O+]

[HA−]

4

3.2.2.Comportement de l’espèce HA – : c’est un ampholyteJustification : c’est la base conjuguée de H2A et l’acide conjugué de A2 –

11

Page 7 : 15



3.2.3.Domaines où les espèces sont majoritaires : [H2A] KA1 = [H3O

+] [HA−]donc [H2A] > [HA−] si [H3O

+] > KA1 , c’est-à-dire si pH < pKA1

pH4,2 5,6

H2A HA – A2 –

Condition pour que HA – soit à la fois dix fois plus concentré que le diacide H2A etque la dibase A2 – : pH > pKA1 + 1 = 5, 2 et pH < pKA2 − 1 = 4, 6C’est impossible, HA – n’a pas de domaine où il est ultramajoritaire.

1

1

3.2.4.1.Matériel et verrerie : pH-mètre, électrode de verre, électrode de référence (ou élec-trode combinée), burette graduée de 25 mL, becher, agitateur magnétique, barreauaimanté, pipette jaugée de 10,0 mL et propipette.

4(-0,5par er-reur)

3.2.4.2.Réactions de dosage :H2A + HO− = HA− + H2O

HA− + HO− = A2− + H2O

2

3.2.4.3.Un seul saut de pH car HA – n’a pas de domaine de prédominance (les pKA sont tropproches), donc le dosage de HA – commence avant que celui de H2A soit terminé.Les deux réactions de dosage sont quasi-simultanées.

Équation de la réaction globale de dosage et valeur numérique de sa constante d’équi-libre :

H2A + 2 HO− = A2− + 2 H2O K =KA1 KA2

K2e

= 1018,2 = 1,6× 1018

Conclusion : réaction quantitative pouvant donner lieu à un dosage.

1

12

1

3.2.4.4.Volume équivalent : VE = 20, 0 mLConcentration de l’acide succinique : CA =

CB VE

2 VA

= 0, 125 mol · L−1

2

3.2.4.5.Traitement informatique : tracer la dérivée, c’est-à-dire, à partir des points dela courbe de coordonnées (Vi, pHi), tracer le graphe des points de coordonnées(

Vi,pHi+1 − pHi−1

Vi+1 − Vi−1

).

L’équivalence correspond sensiblement au maximum de la courbe.

1 + 2

3.2.4.6.Valeur du pH à l’équivalence est (entourer la réponse) acide basique neutreJustification : solution de la base A2 – .

2 (*)

3.2.4.7.Indicateur coloré : phénolphtaléineJustification : pH à l’équivalence est dans la zone de virage.

1 (*)

Page 8 : 21



4. Dérivés de l’isosorbide et de l’acide succinique

4.1. Estérification4.1.1.Formule générale de l’ester E : 1

4.1.2.Fonctions chimiques mises en jeu pour obtenir l’ester E : acide carboxylique et alcool.

Équation de la réaction :

1(*)

1

4.1.3.Caractéristiques de la réaction d’estérification : réaction non totale conduisant àun équilibre, très faible influence de la température sur la position de l’équilibre(réaction athermique), lente, peut être catalysée par un acide.

2

4.1.4.Choisir l’intérêt (ou les intérêts) du chauffage :Entourer la (ou les) proposition(s) pertinente(s)• obtenir un produit plus pur ;• accélérer la réaction ;• diminuer la quantité de matière des réactifs ;• augmenter le rendement.

1(-0,5par er-reur)

4.1.5.Moyen d’augmenter le rendement : mettre en excès un des réactifs ou éliminer l’eauou l’ester au fur et à mesure de sa formation.

1

4.1.6.1.Formule générique de l’anhydride d’acide à utiliser poursynthétiser l’ester E :

Équation de la réaction :

1

2

4.1.6.2.Intérêt : la réaction est rapide et totale. 1

Page 9 : 11



4.2. Estérification de l’isosorbide4.2.1.Formule topologique plane du produit obtenu par réaction entre un acide gras enexcès et l’isosorbide :

1

4.2.2.Entourer les usages possibles d’un tel produit :colle, plastifiant , vernis, peinture

1

4.3. Polymérisation entre l’acide succinique et l’isosorbide4.3.1.Nature de la réaction chimique mise en jeu : estérification.

Famille de polymère à laquelle appartient le PIS : polyester

1

14.3.2.Équation de la réaction de formation du PIS en explicitant la formule du polymère. 3

Motif du polymère : 2

Page 10 : 9



4.4. Obtention et utilisation du butane-1,4-diol4.4.1.1.Équation de la réaction correspondant à l’hydrogénation de l’acide succinique enbutane-1,4-diol :

2

4.4.1.2.Méthode analytique pour montrer qu’un mélange liquide contient plusieurs consti-tuants chimiques : chromatographie sur couche mince.

1

4.4.2.Formule topologique d’un monomère à faire réagir avec le butane-1,4-diol pour ob-tenir le polybutylènetéréphtalate :

ou

ou un diester (synthèse par réaction de transestérification).

2

4.4.3.Biodégradabilité des « polymères bio-sourcés » : ce n’est pas parce qu’un polymèreest « bio-sourcé » qu’il est biodégradable.« Bio-sourcé » : obtenu par transformation de produits naturels rapidement renou-velables.La dégradation d’un polymère « bio-sourcé » peut conduire ou non à des produitstoxiques pour l’homme et l’environnement.

1

2

Page 11 : 8


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NOM :

PRÉNOM :

TERMINALE(1) : S CLPI

CENTRE(1) : UPMC ENCPB

Durée de l’épreuve : 3 h

Le document comporte 4 pages

Notes importantes

Compléter la « feuille de marche » au fur et à mesure de l’avancée du travail.

Les valeurs numériques expérimentales seront consignées sur la feuille de marche.

La numérotation des questions correspond à la numérotation des étapes du protocole.

Les résultats des calculs numériques seront donnés avec 3 chiffres significatifs au maximum.

Tout résultat donné sans unité sera considéré comme faux.

(1)

Entourer la bonne réponse

EPREUVE PRATIQUE

QUESTIONS ET DOCUMENTS-RÉPONSES DOCUMENT DESTINÉ AU CANDIDAT


Epreuve pratique-feuille de marche page 1/4

26ÈMES OLYMPIADES NATIONALES DE LA CHIMIE

Partie 1 – Synthèse de l’acétate de vanilline

0. Donner la formule brute de la vanilline en utilisant la formule semi-développée donnée en introduction.

1.

Calculer les quantités de matière introduites pour

chaque réactif. En déduire le réactif limitant sachant que tous les nombres stœchiométriques sont égaux à

1.

2.1 Pourquoi ajoute-t-on 60 g de glace avant d’introduire l’anhydride acétique ?

2.2 Expliquer brièvement pourquoi cette réaction ne

nécessite pas l’emploi d’un réfrigérant.

3.1 Pourquoi utilise-t-on de l’eau glacée pour laver le produit ?

3.2 Lors d’une filtration sur Büchner expliquer comment

« casser » le vide en le justifiant.

Sous total page 1 P1 =




3.3 Quel est l’avantage d’une filtration sous vide par

rapport à une filtration sous pression atmosphérique ?

5.1

Expliquer succinctement le principe d’une

recristallisation. Justifier le choix de l’éthanol comme

solvant de recristallisation.

5.2 Pourquoi faut-il introduire le minimum de solvant de

recristallisation ?

5.3 Pourquoi le refroidissement de la solution doit-il être progressif ?

6.1 A l’aide des données fournies, justifier la valeur de la

température fixée pour l’étuve.

6.2

Donner l’expression littérale du rendement de la

synthèse en produit recristallisé. On note mthéo la

masse théorique en produit formé.

7.1 Citer une technique de chromatographie autre que la CCM.

7.2 Pourquoi doit-on fermer la cuve de chromatographie lors de l’élution ?





7.3 Comment augmenter la polarité de l’éluant ? Quel serait alors l’effet de cette augmentation sur l’allure

du chromatogramme ?

8.1

Le produit obtenu est solide, on détermine sa pureté

par mesure de son point de fusion. Quelle mesure aurions-nous effectué si le produit avait été liquide ?

8.2 Parmi les étalons présents à côté du banc, lequel utiliseriez-vous pour étalonner le banc Köfler ?

Justifier.

Partie 2 - Dosage du curcumin dans le curcuma

9. Pourquoi doit-on agiter pour préparer la solution ?

11. Calculer le volume de solution A à prélever pour

fabriquer B.

13. Calculer la concentration massique en curcumin de la solution 3 et compléter le tableau dans la feuille de

marche.

14.1 A quelle longueur d’onde doit-on se placer pour avoir une mesure optimale de l’absorbance ?

14.2 Quelle est la relation entre l’absorbance et la

concentration massique ?





15.1 Déduire de la mesure de l’absorbance la valeur de la concentration massique en curcumin dans la solution

B.

15.2.

Quelle est donc la masse de curcumin dans la

solution A ? En déduire le pourcentage massique de curcumin dans la poudre de curcuma.

17.1

Le curcumin est un triacide noté H3A. En supposant que les trois acidités sont dosées simultanément,

l’équation du dosage serait de la forme : H3A + 3 HO- = A3- + 3 H2O

Sachant que la concentration massique approximative de la solution A vaut 0,15 g.L-1,

montrer que le volume équivalent attendu lors du

dosage pH-métrique est autour de 25 mL.

17.2

A l’aide de la simulation de dosage fournie dans les

données, montrer que, dans les conditions de l’expérience, l’exploitation de la courbe pH-métrique

est impossible.

17.3 En déduire la méthode la plus exploitable pour doser

le curcumin.






Notes importantes

Compléter la « feuille de marche » au fur et à mesure de l’avancée du travail.


La numérotation des questions correspond à la numérotation des étapes du protocole.

Les résultats des calculs numériques seront donnés avec 3 chiffres significatifs au maximum.


(1)


EPREUVE PRATIQUE

QUESTIONS ET DOCUMENTS-RÉPONSES DOCUMENT DESTINÉ AU JURY




Partie 1 – Synthèse de l’acétate de vanilline

0. Donner la formule brute de la vanilline en utilisant la formule semi-développée donnée en introduction.

C8H8O3 1

1.

Calculer les quantités de matière introduites pour la

vanilline, la soude et l’anhydride. En déduire le réactif limitant sachant que tous les nombres

stœchiométriques sont égaux à 1.

n(vanilline) = 2,0.10-2 mol

n(soude) = 0,13 mol n(anhydride) = 9.10-2 mol

Le réactif limitant est donc la vanilline.

1

1

2

1

2.1 Pourquoi ajoute-t-on 60 g de glace avant d’introduire l’anhydride acétique ?

Il s’agit de limiter l’échauffement du milieu dû à

l’exothermicité de la réaction.

1

2.2 Expliquer brièvement pourquoi cette réaction ne

nécessite pas l’emploi d’un réfrigérant.

La réaction se déroule à froid donc a priori pas de

vapeurs liées à l’évaporation de produits volatils ; le réfrigérant est inutile.

1

3.1 Pourquoi utilise-t-on de l’eau glacée pour laver le produit ?

La solubilité du produit diminue avec la température,

il est donc préférable d’utiliser de l’eau froide pour diminuer les pertes lors du lavage.

2

3.2 Lors d’une filtration sur Büchner expliquer comment

« casser » le vide en le justifiant.

On débranche le tuyau de la fiole de garde avant

d’arrêter la trompe à eau. On évite ainsi le retour d’eau dans la fiole à vide.

1

Sous total page 1 P1 = 11




3.3 Quel est l’avantage d’une filtration sous vide par

rapport à une filtration sous pression atmosphérique ?

Cela permet de gagner en vitesse et en efficacité. 1 (vitesse et ou

efficacité)

5.1

Expliquer succinctement le principe d’une

recristallisation. Justifier le choix de l’éthanol comme

solvant de recristallisation.

On joue sur la différence de solubilité à chaud et à froid entre le produit et les impuretés à éliminer.

L’éthanol est un bon solvant de recristallisation car il solubilise peu le produit à froid, grandement à chaud

et il solubilise la vanilline (principale impureté) à chaud comme à froid.

2 (principe)

1 (produit) 1 (impuretés)

)

5.2 Pourquoi faut-il introduire le minimum de solvant de

recristallisation ?

Afin de limiter les pertes de produit resté en solution lors de l’essorage à froid.

2

5.3 Pourquoi le refroidissement de la solution doit-il être progressif ?

Afin d’obtenir une cristallisation lente (beaux

cristaux) et d’éviter d’emprisonner des impuretés lors

d’une cristallisation trop rapide.

1+1

6.1 A l’aide des données fournies, justifier la valeur de la température fixée pour l’étuve.

Le produit possède une température de fusion voisine de 80°C, il faut donc choisir une température pour

l’étuve inférieure de 30°C à cette valeur.

1

6.2 Donner l’expression littérale du rendement de la synthèse en produit recristallisé. On note mthéo la

masse théorique en produit formé.

R = m4.m2 / (m3.mthéo)

Pour mémoire mthéo = 3,9 g

2

7.1 Citer une technique de chromatographie autre que la

CCM.

Colonne ou CPG.

1

7.2 Pourquoi doit-on fermer la cuve de chromatographie

lors de l’élution ?

Afin de garder une atmosphère saturée en vapeur

d’éluant. On évite ainsi les effets de bord. 2

Sous total page 2 P2 =15




7.3 Comment augmenter la polarité de l’éluant ? Quel serait alors l’effet de cette augmentation sur l’allure

du chromatogramme ?

Il faut augmenter la proportion de l’éluant le plus

polaire. Les valeurs des rapports frontaux seraient alors plus élevées.

1 (proportion)

2 (Rf augmente)

8.1

Le produit obtenu est solide, on détermine sa pureté

par mesure de son point de fusion. Quelle mesure aurions-nous effectué si le produit avait été liquide ?

Mesure de l’indice de réfraction.

1

8.2 Parmi les étalons présents à côté du banc, lequel utiliseriez-vous pour étalonner le banc Köfler ?

Justifier.

Choisir selon les centres celui dont la température de

fusion est la plus proche de celle du produit. (en

général azobenzol Tfus = 68 °C)

1

Partie 2 - Dosage du curcumin dans le curcuma

9. Pourquoi doit-on agiter pour préparer la solution ?

Pour solubiliser la poudre de curcuma. Sa cinétique

de dissolution n’est pas élevée. 1

11. Calculer le volume de solution A à prélever pour

fabriquer B.

Il faut prélever 100 / 20 = 5,0 mL de solution A pour fabriquer la solution B.

2

13. Calculer la concentration massique en curcumin de la solution 3 et compléter le tableau dans la feuille de

marche.

6,0 mg / L

2

14.1 A quelle longueur d’onde doit-on se placer pour avoir une mesure optimale de l’absorbance ?

Il faut se placer à la longueur d’onde pour laquelle

l’absorbance est maximale. Ici λ = 435 nm

1

14.2 Quelle est la relation entre l’absorbance et la

concentration massique ?

Il existe une relation de proportionnalité entre

l’absorbance et la concentration massique. A = K x C avec C en g.L-1.

2





15.1 Déduire de la mesure de l’absorbance la valeur de la concentration massique en curcumin dans la solution

B.

Exemple de réponse :

On trouve A = 0,79 d’où C = A / k = (0,79 / 123 = 6,4.10-3 g.L-1).

1

15.2.

Quelle est donc la masse de curcumin dans la

solution A ? En déduire le pourcentage massique de curcumin dans la poudre de curcuma.

La masse de curcumin dans la solution A est de : 20 x 6,4.10-3 x 50,0.10-3 = 6,4.10-3 g

Le pourcentage massique est donc de : 6,4.10-3 x 100 / 0,25 = 2,6 %

2 (masse)

1 (%)

17.1

Le curcumin est un triacide noté H3A. En supposant que les trois acidités sont dosées simultanément,

l’équation du dosage serait de la forme : H3A + 3 HO- = A3- + 3 H2O

Sachant que la concentration massique approximative de la solution A vaut 0,15 g.L-1,

montrer que le volume équivalent attendu lors du

dosage pH-métrique est autour de 25 mL.

0,15 x 20,0.10-3 x 3 / (368 x 1,0.10-3) = 25.10-3 L 2

17.2

A l’aide de la simulation de dosage fournie dans les

données, montrer que, dans les conditions de l’expérience, l’exploitation de la courbe pH-métrique

est impossible.

Aucun saut de pH n’est observé à 25 mL et la totalité des espèces n’est pas dosée.

2 (pas de saut

de pH à la

valeur attendue)

2 (toutes les espèces ne sont

pas dosées)

17.3 En déduire la méthode la plus exploitable pour doser le curcumin. .

Nous ne voyons pas de saut de pH exploitable lors du

dosage pH-métrique. La spectrophotométrie est donc plus adaptée.(ou toute réponse cohérente si la

spectrophotométrie est manquée)

2






Notes importantes

Compléter la « feuille de marche » au fur et à mesure de l’avancée du travail. Noter en particulier l’heure de chaque opération indiquée (heure de début de l’opération).



La numérotation des cases (colonne de gauche – Pr) correspond à la numérotation des étapes du protocole.

(1)


EPREUVE PRATIQUE

FEUILLE DE MARCHE DOCUMENT DESTINÉ AU JURY




Horaire

R

PARTIE 1 : SYNTHÈSE DE L’ACETATE DE VANILLINE

1.

Masse de vanilline m1 =

2. Début de l’agitation

Fin de l’agitation

3.

Aspect du solide

4.

Masse produit brut

m2 =

1

5.

Masse engagée dans la

recristallisation

m3 =

1

Volume d’éthanol utilisé pour la

recristallisation

Véth =

4(faire un

rapport V/m pour apprécier

la qualité du

volume)

6.

Heure de mise à l’étuve

Heure de sortie de l’étuve

Masse de produit

pur sec

m4 =

1

Aspect du solide

cristaux blancs à priori

5

R1 = 12




Horaire R

7.

Coller ci-dessous la plaque

CCM.

Déterminer les rapports

frontaux de chaque tache

D

dR f avec d mesuré

au centre de la tache.

5(aspect

CCM)

2 (calculs

Rf)

8.

Point de fusion Tfus = 5

PARTIE 2 : DOSAGE DU CURCUMIN DANS LE CURCUMA

9.

Masse de poudre de curcuma

m5 =

Début de l’agitation

Fin de l’agitation

10.

Aspect de la solution A

Solution limpide

et jaune-orange.

1

11. Volume prélevé de solution A VA = 1

12.

Volume prélevé de solution A’ VA’ =

1

R2 = 15




Horaire R

14.

Fioles 1 2 3 4 B’ B

A

C (en mg.L-1)

2,0 4,0 8,0 10

1+5 (coeff

corrélation)

15. Pourcentage massique : 10

17.

Volume à l’équivalence Veq =

R3 =16














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