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XXVIes Olympiades Nationales de la chimie

Épreuve du CONCOURS REGIONAL 2009-2010 - Académie de Caen

Thème "Chimie et agroressources"

Durée 2h Mercredi 6 janvier 2010 Lire avec attention les questions et y répondre avec précision dans les espaces réservés. La clarté des réponses et la qualité de la rédaction interviendront pour une part importante dans l’appréciation des copies. Les questions sont pour la plupart indépendantes, mais la lecture attentive de certaines d’entre elles peut donner des éléments de réponses pour d’autres. Il est important de faire les 4 exercices et de traiter le maximum de questions.

Données : Numéro atomique Z : H : 1 ; C : 6 ; N : 7 ; O 8 ; Cl : 17 ; K : 19 Masses atomiques en g mol-1 : C : 12,0 ; N : 14,0 ; O : 16,0 ; H : 1,0 ; Cl : 35,5 , K : 39,1 Volume molaire = 25 L (sauf indication contraire). Célérité de la lumière c = 300 000 km/s 1 cal = 4,18 J. Composition de l’air : 80% de diazote et 20% de dioxygène. PV = nRT avec R = 8,315 J mol-1K-1 ; Relation de Planck : E =hν avec h = 6,62x10-34 J s.

Introduction - Objectifs du questionnaire L’exploitation des matières premières renouvelables d’origine végétale au service d’une chimie durable est un louable challenge pour le chimiste du XXIè siècle.

Partie 1. Extrait d’un article du Pr. Luc Averous, http://www.biodeg.net/biopolymer.html

It is widely accepted that the use of long-lasting polymers for short-lived applications (packaging, catering, surgery, hygiene,….), is not entirely adequate. This is not justified when increased concern exists about the préservation of ecological systems. More of the today’s synthetic polymers are produced from petrochemicals and are not biodégradable. These persistent polymers are a significant source of environmental pollution, harming wildlife when they are dispersed in nature. For example, the effects of plastic bags are well known to affect sea-life……….. The potential of biodegradable polymers and more particularly that of polymers obtained from agro-resources such as the polysaccharides (e.g., starch) has long been recognized. However, to this day, these agro-polymers largely used in some applications (e.g., food industry) have not found extensive applications in the packaging industries to replace conventional plastics materials…The fossil fuel and gas could be partially replaced by greener agricultural sources, which should also participate in the reduction of CO2 emissions.

1 - Traduire l’article en français sur la dernière page du document 2 - Qu’entend-t-on exactement par agro-ressources dans le domaine de l’industrie ?

2

2

Partie 2. D’après le texte, il apparaît que les avantages de la production de bio-polymères (bio-

molécules) sont multiples. Selon l’ADEME, les biopolymères naturels sont issus de ressources renouvelables ou synthétisés par polymérisation de biomonomères. Si on assimile aux biopolymères un caractère biodégradable, la lignine d’origine naturelle (un polyphénol) et le caoutchouc naturel ne peuvent pas être des biopolymères.

Le schéma ci-dessous illustre les différentes voies d’obtention des polymères biologiques. Dans ce travail, notre intérêt est focalisé sur la chimie des polysaccharides obtenus par extraction et englobant les réactions d’hydrolyse et de fermentation.

3 - D’un point de vue écologique, quelle différence existe-t-il entre les agro-polymères et les

bio-polymères ? 4 - Citer 4 critères qui plaident en faveur de l’utilisation des biopolymères.

5 - Quels sont les trois principaux types de polymères biologiques extractibles ?

6 - Citer les deux polysaccharides du règne végétal les plus abondants sur terre.

7 - 1) Que signifie le sigle ADEME ?

2) À quelle classe de polymère appartient le caoutchouc naturel ? De quel arbre est-il issu ?

Les glucides, des composés naturels polyfonctionnels Les glucides, jadis appelés hydrates de carbone notés (CH2O)n, sont des matériaux

qui constituent l’infrastructure des plantes, des fleurs, des fruits, des légumes et des arbres. Ils forment des systèmes de stockage d’énergie chimique.

Les plantes chlorophylliennes ont développé des stratégies d’une infinie variété pour s’adapter à la pesanteur et conquérir les terres émergées. La réaction de photolyse de l’eau, très difficile à provoquer chimiquement, libère de l’énergie qui est utilisée ensuite par le végétal pour synthétiser du glucose C6H12O6 à partir du CO2 atmosphérique. Donnés : Les couples rédox H2O/O2 et CO2/C6H12O6 sont respectivement +0,81 et -0,42 V.

3

3

La photosynthèse

8 - L'atmosphère contient 4 fois plus de diazote que de dioxygène environ. Calculer et

comparer à celle de l'eau la masse d'un litre d'air. (volume molaire = 22,4 L).

9 - Donner les schémas de Lewis des molécules N2, O2, H2O et CO2 et leur géométrie

spatiale.

10 - La croissance des plantes est en partie assurée par la photosynthèse.

a) Comment appelle-t-on le micro-organite cellulaire de la plante où se déroule la photolyse

de la molécule d’eau ?

b) Sachant que 2 molécules d’eau sont nécessaires pour former 1 molécule de dioxygène,

Écrire la demi-équation électronique correspondant à la réaction de photolyse de l’eau.

c) Équilibrer la seconde demi-réaction ayant lieu lors de la photosynthèse.

d) Écrire l’équation globale de la photosynthèse qui prend en compte l’origine de l’oxygène.

11 - Quel est le rôle des chlorophylles? Donner le symbole chimique et le nombre

d’oxydation du métal emprisonné dans ces pigments assimilateurs

12 - Quelles sont les types de radiations absorbées par une plante verte ?

13 - Calculer, avec l’aide de la relation de Max Planck, l’énergie en joules d’un photon de

longueur d’onde λ = 650 nm.

14 - Les glucides de formule brute C6H12O6, formés par photosynthèse, sont consommés lors

de la respiration de la plante. Écrire la réaction correspondante.

15 - Pourquoi dit-on, à votre avis, que la combustion de la biomasse ne contribue pas à

augmenter le taux de gaz carbonique dans l’atmosphère à l’inverse des produits pétroliers.

Exercice 1 Une bonne croissance des plantes nécessite, entre autres, la présence de trois éléments chimiques apportés sous forme d’engrais par l’homme.

1) Quels sont les symboles chimiques de ces éléments ?

Le nitrate de potassium est un engrais largement utilisé car il fournit aux végétaux 2 éléments essentiels. Il est fabriqué selon la réaction suivante (non équilibrée) : KCl(aq) + HNO3(aq) + O2(g) KNO3(aq) + Cl2(g) + H2O(l)

2) Équilibrer la réaction en attribuant à O2 un coefficient stoechiométrique égal à 1.

3) De quel type de réaction s’agit-il ? Que signifie la notation (aq) ?

4) Combien de kg de nitrate de potassium peut-on produire à partir de 50,0 kg de chlorure de

potassium et 50,0 kg d’acide nitrique ? Quel est le réactif limitant ?

4

4

Exercice 2 Le nitrate d’ammonium est une autre matière première des engrais. Sa réaction de décomposition est facilitée en présence d’un agent réducteur et devient explosive. 1) 300 tonnes de nitrate d’ammonium stockées en vrac ont explosé le 21 septembre 2001 dans

une usine toulousaine. De quelle usine est-il question ?

2) ) Équilibrer la réaction de décomposition du NH4NO3 en présence d’oxygène.

NH4NO3(s) + O2(g) NO2(g) + H2O(l)

3) Calculer le volume de gaz généré par la décomposition des 300 tonnes NH4NO3 à 25°C

sous 1 bar.

Quelques monosaccharides naturels : le glucose, le fructose et le ribose - Le glucose est un pentahydroxyhexanal appartenant à la classe des aldohexoses. - Le fructose est le cétohexose isomère du glucose.

- Le ribose est un aldopentose, un élément de construction important d’une classe particulière de polymères biologiques.

Note : les sucres appartiennent à la série D quand le carbone asymétrique le plus éloigné de la fonction carbonyle possède un OH à droite dans la projection de Fischer.

16 - Quelle est la formule brute du glucose ? En déduire sa masse molaire.

17 - Donner les noms des fonctions chimiques présentes dans la molécule de glucose et de

fructose en indiquant, si possible, la classe de certaines d’entre elles.

18 - Donner le nom en nomenclature officielle d’un glucide de votre choix.

19 - Citer quelques ressources naturelles riches en glucose et en fructose.

20 - À quelle classe de polymères naturels appartient le ribose. Même question pour son

analogue 2-désoxyribose ?

21 - Le glucose linéaire est un sucre appelé réducteur.

1) Quel(s) test(s) est(sont) susceptible(s) de distinguer un sucre réducteur d’un sucre non-

réducteur ?

2) Indiquer les réactions d’oxydo-réduction alors mises en jeu lors de ce(s) test(s) en prenant

comme formule semi-développée du glucose R-CHO.

22 - À quelle maladie est associé un taux de glucose dans le sang humain > 0,08% ?

HHO

OHH

OHH

CH2OH

3

4

5

6

CH2OH

O CHO

OHH

OHH

OHH

CH2OH

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

1

2

3

4

5

6

1

2

D-glucose D-fructose D-ribose

Addition intramoléculaire

5

5

En route vers les polysaccharides naturels Les oses ou glucides naturels sont des composés carbonylés hydroxylés. Ils existent sous la forme d’un hémiacétal cyclique en solution aqueuse et conduisent à des dimères (disaccharides), des trimères, des oligomères supérieurs (quelques motifs osidiques) et des polymères (polysaccharides) par formation de liaison osidiques :

ose1-OH + HO-ose2 ose1-O-ose2 + H2O

Qu’est-ce qu’un hémiacétal, un cétal ? Comment se forment-ils ?

Le cétal (ou acétal si le carbone fonctionnel porte un atome d’hydrogène) est formé par 2 réactions successives : (a) Addition d’un alcool ROH sur la double liaison C=O d’un aldéhyde ou d’une cétone pour conduire à un hémiacétal. (b) Déshydratation intermoléculaire entre l’hémiacétal et un alcool R’OH.

23 - Écrire l’équation-bilan de la réaction (a).

24 - Écrire l’équation bilan de la réaction (b).

25 - Sachant que le glucose en solution aqueuse conduit à un hémiacétal cyclique mettant en jeu la fonction alcool du carbone 5 et le carbone aldéhydique 1 (réaction a, question 23) 1) Écrire la formule cyclique plane du composé alors obtenu en indiquant sur la molécule les

numéros des atomes de carbone du cycle hémiacétalique. En déduire sa formule brute.

2) Même question pour le fructose (addition du OH du C5 sur le C2 du C=O).

26 - On peut illustrer la réaction b (question 24) en réalisant une déshydratation intermoléculaire entre deux hémiacétals cycliques de glucose. Pour cela, on considère que la réaction met en jeu la fonction alcool située sur le carbone 1 d’un premier hémiacétal et la fonction alcool située sur le carbone 4 d’un second hémiacétal. En juxtaposant côte à côte ainsi ces 2 fonctions alcool, on forme un lien acétalique (oside) de type C1-O-C4 et de l’eau.

(1) Donner la formule développée plane du dimère du glucose (un disaccharide) alors obtenu

avec la numérotation des carbones sur les 2 cycles.

(2) Écrire l’équation-bilan de cette réaction de déshydratation intermoléculaire.

hémiacétal cyclique

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

1

2

3

4

5

6

HHO

OHH

OHH

CH2OH

3

4

5

6

CH2OH

O

1

2

hémiacétalcyclique

C O C

OR

OH

C

OR

OR'(a) (b)

6

6

(3) Le disaccharide élaboré au niveau des feuilles par photosynthèse et emmagasiné dans la

racine de betteraves sucrières est le sucre de table. Comment l’appelle-t-on ? À quels glucides

conduit-il par hydrolyse ?

(4) Citer le nom de quelques autres disaccharides rencontrés dans le règne végétal.

27 - Si on envisage une réaction de déshydratation intermoléculaire entre le groupe OH du carbone hémiacétalique C1 du dimère du glucose (question 26, 1) et le groupe OH du C4 d’une autre molécule cyclique de glucose (question 25, 1), il se forme un trimère. En répétant la réaction avec une autre molécule cyclique de glucose un grand nombre de fois, on obtient de la cellulose ou de l’amidon qui sont des polymères essentiellement linéaires. (1) Justifier l’appellation "polyacétals" pour ces polymères et indiquer s’ils constituent des

matériaux thermodurcissables ou thermoplastiques.

(2) Dessiner la structure cyclique plane du motif élémentaire de ces polymères. Quelle est sa

formule brute ?

(3) La masse moléculaire de la cellulose avoisine 500 000. Indiquer l’ordre de grandeur de

l’indice de polymérisation n.

(4) La structure micro-fibrillaire très rigide de la cellulose s’explique par la formation d’un très grand nombre de liaisons hydrogènes entre les chaînes individuelles. Donner une définition claire et complète de la liaison hydrogène et schématiser celle-ci entre

2 molécules d’alcool notées R-O-H.

28 - Le bois est formé pour près de la moitié de son poids sec de fibres de cellulose, polymère linéaire naturel du glucose. (1) Comment appelle-t-on les deux constituants de la matrice du bois qui assurent la cohésion

des fibres de cellulose ?

(2) Le bois est un matériau composite naturel aux multiples applications. Justifier la

signification de ce qualificatif et préciser les principaux domaines d’utilisation du bois.

29 - La cellulose est insoluble et très résistante aux dégradations mécaniques et thermiques. Néanmoins il est possible de l’extraire et de la transformer chimiquement pour la solubiliser. 1) Sur quel(s) site(s) de la molécule de cellulose se produit la réaction d’estérification avec

l’acide nitrique et l’acide acétique (ou ses dérivés chlorure et anhydride) ? 2) Comment appelle-t-on les esters nitrés et les esters de l’acide acétique ainsi formés ?

3) Quelle est la petite molécule éliminée lors de ces réactions d’estérification ?

30 - Nommer 3 à 4 plantes dont les fibres naturelles se prêtent facilement à la technique de

tissage.

31 - Comment s’appelle le polymère du glucose chez l’animal ?

7

7

32 - La majorité des polymères naturels sont hydrophiles et peuvent être dépolymérisés par hydrolyse acide du à leur grande aptitude à former des liaisons hydrogène avec l’eau.

(1) Que signifie le terme hydrophile ?

(2) Que donne l’hydrolyse de la cellulose ? Écrire l’équation-bilan de cette réaction. 33 - Quelles sont les principales sources de l’amidon ?

Biopolymères à partir de monomères issus du règne végétal La nature a conçu une machinerie époustouflante basée sur des cellules et des enzymes en termes de biosynthèse et de biodégradabilité. La biomasse est constituée pour l’essentiel de cellulose, d’hémicellulose et de lignine. Après un traitement préalable, l’hydrolyse de la cellulose et de l’hémicellulose libère des sucres simples fermentescibles, le glucose et le xylose, un sucre isomère du ribose en C5, respectivement.

Fermentation lactique.

Abstract "Polylactic Acid : Synthesis, Properties and Applications" article du Pr. L. Averous

34 - L’acide lactique est l’acide 2-hydroxypropanoïque. Il est produit à raison de 200 000 tonnes / an par fermentation bactérienne de carbohydrates de formule brute C6H12O6. 30% de cette production est réservée à la fabrication du PLA.

1) Donner la formule développée de l’acide lactique ainsi que sa formule brute.

2) Écrire l’équation-bilan de cette réaction exothermique. À quoi sert l’énergie libérée ?

3) Le rendement de la fermentation est de 90%. Déterminer la masse de sucres fermentescibles

C6H12O6 qu’il faut utiliser par an rien que pour le PLA.

4) Indiquer d’autres domaines d’utilisation de l’acide lactique.

35 - Questions préliminaires à propos de la réaction d’estérification :

1) Écrire l’équation-bilan de la réaction d’un acide carboxylique noté R-CO2H et d’un alcool

noté R’-OH, R et R’ représentant une chaîne hydrocarbonée quelconque.

2) Quelles sont les caractéristiques thermodynamiques et cinétiques de cette réaction ?

3) Quelle(s) technique(s) peut-on utiliser pour déplacer l’équilibre vers la droite ?

4) Quel est le nom de la réaction inverse de l’estérification?

8

8

36 - 1) Représenter la structure développée du dimère linéaire obtenu par réaction

d’estérification entre deux molécules d’acide lactique. 2) En déduire la formule développée du polylactate obtenu si la réaction du dimère précédent

avec une molécule d’acide lactique se reproduit un très grand nombre de fois (n fois).

3) À quelle famille de polymères appartient le PLA ? C’est le poly(2-hydroxypropanoate). 4) Quel est le motif du PLA ? En quoi ce polymère est-il biodégradable ?

5) Dans certaines conditions, la réaction d’estérification entre deux molécules d’acide lactique

conduit au lactide, une molécule cyclique.

Identifier la structure du lactide et équilibrer la réaction correspondante.

Fermentation alcoolique. La fermentation anaérobie des sucres par des microorganismes vivants produit de l’éthanol et du dioxyde de carbone et est largement utilisée dans la fabrication du pain ou dans la production de boissons alcoolisées.

Exercice 3 Données : Volume molaire = 24 L, masse volumique (éthanol) = 0,75 g/mL.

1) Écrire l’équation chimique correspondant à la fermentation d’un sucre en C6H12O6.

2) Quel est le nombre de moles d’éthanol obtenu par fermentation de 72 L d’une boisson

contenant 300 g de sucre par litre ?

3) Calculer le volume de CO2 libéré en m3.

4) Déterminer le degré alcoolique de la boisson sachant qu’il correspond au nombre de mL

d’éthanol pur dans 100 mL de boisson.

5) En réalité, il faut considérer qu’un degré d’alcool équivaut à 16,83 g de sucre. Quel est le

degré alcoolique réel de la boisson après fermentation ? Expliquer la différence observée.

6) Proposer une méthode de dosage de l’éthanol (principe et nature des réactifs utilisés).

+

HO

HO2C OH

CO2H

9

9

Bio-perspectives au début du IIIè millénaire La valorisation des matières premières issues de la sucrochimie et de la lipochimie est l’objet de nombreuses recherches. Parmi les intermédiaires bio en passe d’être industrialisés dans les bioraffineries, citons l’isosorbide et le glycérol. Le premier est issu du glucose et le second est un coproduit de la production de diester, obtenu à raison de 10% en poids. 37 - Quelles sont les 2 grandes filières de production des biocarburants et à quelles matières

premières font-elles appel ?

L’isosorbide, un nouveau diol en chimie fine et en chimie des polymères

38 - Identifier la nature des 3 types de réactions illustrées dans le schéma ci-dessus. Un bel avenir pour le glycérol

Le glycérol présente 2 atouts majeurs. C’est une matière accessible et pérenne et cette molécule en C3 constitue donc une nouvelle source bio dans la chimie du propène.

39 - 1) Donner le nom du glycérol en nomenclature officielle et représenter la molécule de

propène en version topologique.

40 - Équilibrer la réaction de la synthèse de l’EMHV en identifiant la structure de l’ester

méthylique d’acide gras (R est une longue chaîne hydrocarbonée).

Que signifie le sigle EMHV ? Quel est le rôle d’un catalyseur.

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

1

2

3

4

5

6

CH2OH

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

1

2

3

4

5

6

glucose sorbitol

O

O

OH

HO

H

(-2 H20)

isosorbide

PVC-plastifiants

HO2C-(CH2)n-CO2H

R-CO2H

Polyesters

acide gras

1

2

3

OHHO

OH

O

Cl

OH

OHO

OH OH

OH

n O

H

(Solvay)épichlorhydrine

(Arkéma)acroléïne

(Roquette)

O

O

O

Polyglycérols

glycérolcarbonate

(Rhodia)

H2C

HC

O

O

H2C O

C

O

C

O

R

C

O

R

R H2C

HC

OH

OH

H2C OH

+CH3O

-

catalytique

+3 CH3OH

10

10

Le saviez-vous : la France compte 6 Prix Nobel de Chimie. Qui sont-ils ?

1906 ( ), 1911 ( ), 1912 ( et ),

1935 ( et ), 1987 ( ) et 2005 ( ).

Exercice 4 Prix Nobel français de Chimie

Surfons sur l’eau dans ces mots croisés : 1. Cette eau contient l’ion hypochlorite.

2. Qualifie une eau qui contient des ions Ca2+, Mg 2+.

3. Mélange de HNO3 et de HCl qui peut dissoudre l’or.

4. Rôle joué par l’eau pour de nombreux composés.

5. Qualifie les propriétés acides et basiques de l’eau.

6. Addition d’eau.

7. Rôle de l’eau dans F2+H2O 2F-+2H++1/2 O2

8. Peut qualifier la réaction H+ + HO- H2O

9. Technique qui génère H2 à la cathode à partir d’eau.

10. Dans cette eau, le deutérium remplace l’hydrogène.

11. Rôle de l’eau dans CH3CO2H+H2O CH3CO2-+ H3O+

12. Phénomène lié à l’excès de sels nutririfs dans l’eau.

13. Rôle de l’eau dans Na + H2O Na+ + HO- + 1/2H2

Quelques données à propos de la cellulose et de l’amidon (vues spatiales)

Cellulose

Amidon (proportion massique : 20-30% d’amylose et 70-80% d’amylopectine)

Amylose : Polymère linéaire formé de plus de 102 résidus glucosyles liés en α (1-4)

Amylopectine : Polymère ramifié ≈ 104 à 105 résidus glucosyles liés en α (1-4) et en α (1-6)

FIN de l’énoncé Bon courage

11

11

Correction partielle 2 - Ressources agricoles dans les domaines de l’énergie, de la chimie fine (cosmétologie, bio-médicaments et bio-molécules), de l’alimentation et des matériaux 3 - Les agro-polymères se réfèrent à l’agriculture (pesticides, herbicides, pdts phytosanitaires = polluants) et les bio-polymères au développement durable (culture biologique) 4 - Origine végétale et agriculture au service du développement durable / Nouvelles perspectives de débouchés / biodégradabilité (compostable) 5 - Glucides / protéines et acides nucléiques 6 - Cellulose et amidon 7 - Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME) / Polymères d’addition (polyisopréniques) Photosynthèse : 8 - 4 N2+1O2=5 volumes, 144/112=1,29 g/L 10 - Chloroplaste ; 2 H2O = O2 + 4 H+ + 4 e- ; CO2 + 4 H+ + 4 e-= CH2O + O2 + H2O ; CO2 + 2 H2O = CH2O + O2 + H2O 11 - Conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique 12 - Couleur complémentaire du vert = rouge 13 - E = 3,055.10-19 J = 1,9 eV 14 - C6H12O6 + 6 O2 = 6 H2O + 6 CO2 15 - CO2 consommé par photosynthèse et généré par combustion Exercice 1 4 KCl(aq) + 4 HNO3(aq) + 1 O2(g) = 4 KNO3(aq) + 2 Cl2(g) + 2 H2O(l) ; Réaction d’oxydo-réduction, (aq) : espèce en solution aqueuse ; en moles : KCl 670,2 et HNO3 793,6 donc KCl limitant, 670,1x101,1 g ou 67,76 Kg de KNO3

Exercice 2 AZF, 1 NH4NO3(s) + 3/2 O2(g) = 2 NO2(g) + 2 H2O(l) ; 375.104 moles NH4NO3(s) dans 300 T et n = 7500 dans V=nRT/P soit 185 840 m3

Monosaccharides : 16 - C6H12O6, M=180 g 17 - Aldéhyde ou cétone, alcools I et II 18 - 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal 19 - Plantes sucrières et amylacées (hydrolyse de l’amidon) + céréales / Fruits divers 20 - ARN / ADN 21- Liqueur de Felhing, de Tollens ; RCHO en RCOOH via l’utilisation de complexes de Cu2+ ou Ag+ en milieu basique aqueux 22 - Hyperglycémie, diabète

Polysaccharides : 23 - 24 - 25 (1) (2) - 26 (1) - 27 (2) :

26 - (2) 2 C6H12O6 = C6H11O5-O-C6H11O5 + H2O, (3) saccharose + H2O = glucose + fructose, (4) Maltose, lactose… 27 - (1) répétition du motif acétal n fois / thermoplastiques / (C6H10O5)n (3) 500 000/162 =3086 28 - (1) La lignine (renforce le bois le rendant imperméable, inextensible et rigide) et l’hémicellulose (ramifiée), (2) Matériau à plusieurs composants dont l’association résulte en propriétés remarquables / Construction et excellent combustible, matière première du papier, fibres textiles (rayonne, viscose), films (cellophane), matières plastiques.. 29 - Site alcool / nitrocellulose et acétate de cellulose / eau 30 - Coton, lin, chanvre, jute.. 31 - Glycogène 32 - Affinité pour l’eau / (C6H10O5)n + n H2O = n C6H12O6 33 - Amidon=glucide de réserve utilisé par les végétaux pour stocker l’énergie : graines (céréales et légumineuses), tubercules et rhizomes ; il est présent dans riz, maïs, PdT, blé, manioc, orge..

C O C

OR'

OH

C

OR'

OR'R'OH R'OH

+ H2O

O

OH

OHHO

HO

HO

O

O

OHHO

HO

OH

O

OH

OHHO

OH

1

23

41

4

23

OOH

OH

OHHO

HO

O

O

OHHO

OH

1

23

4*

n

12

12

Biopolymères : 34 - C3H6O3, CH3-CHOH-COOH, M=90 g/mol / C6H12O6 = 2 C3H6O3 et l’énergie libérée sert à nourrir les cellules / 180 g de glucose donne 162 g d’acide lactique si RdT=90% donc 66 666 T de glucose sont nécessaires pour obtenir 60 000 T d’ac. / Alimentation, pharmacie, cosmétologie 35 - RCOOH + R’OH = RCOOR’ + H2O / Equilibrée, renversable, lente, athermique et limitée / Excès d’un réactif, Dean-stark / Hydrolyse 36 - (1), (2), (4) et (5)

Fermentation : Exercice 3 (1) C6H12O6 = 2 C2H5OH + 2 CO2 (2) 240 mol EtOH (3) 5760 L de CO2 (4) 240x46=11040 g EtOH dans 72 L de boisson soit 14,720 L et en divisant par 72, on obtient 20,4° (5) 300/16,83=17,8° ; évaporation de l’alcool pendant la fermentation (6) Oxydation par KMnO4 ou K2Cr2O7 en dosant l’excès de dichromate par le sel de Mohr (solution Fe2+) ; les réactions d’oxydo-réduction mises en jeu sont : C2H5OH + H2O = CH3CO2H + 4 H+ + 4 e- ; Cr2O7

2- + 14 H+ + 6 e- = 2 Cr3+ + 7 H2O et en x3 la première et en x2 la seconde on a 3 C2H5OH + 2 Cr2O7

2- + 16 H+ = 3 CH3CO2H + 4 Cr3+ + 11 H2O ; par ailleurs Fe2+= Fe3++ e- (x6) Bio-perspectives : 37 - Filière éthanol (bio) : matières sucrières (betteraves, canne à sucre) et amylacées (céréales) après hydrolyse voir matières lignocellulosiques et filières huiles végétales (HV) (colza, maïs, orge, tournesol…) 38 – Dans l’ordre : réduction/déshydratation/ estérification Glycérol : 39 - propane-1,2,3-triol 40 - 3 RCOOCH3 / ester méthylique d’huile végétale / accélère la réaction Les prix Nobel de Chimie français : 1906 Henri Moissan, 1911 Marie Curie, 1912 Victor Grignard et Paul Sabatier, 1935 Frédéric Jolliot et Irène Jolliot Curie, 1987 Jean-Marie Lehn et 2005 Yves Chauvin Exercice 4 De haut en bas : javel, dure, régale, solvant, , amphotère (ampholyte), solvatation (hydratation), réducteur, neutralisation, électrolyse, , lourde, base, eutrophisation, oxydant.

OH

COOH HO CO2H

OH

CO2H

O

O

+ H2O

OH

CO2H

O

O

n

O

O

O

O

+ 2 H2O

O

O

n

PLA