Synthèse d’espèces chimiques – Séance 1 Correction, Exercices de Chimie

Télécharge Synthèse d’espèces chimiques – Séance 1 Correction et plus Exercices au format PDF de Chimie sur Docsity uniquement! Physique-Chimie chapitre 7 Synthèse d’espèces chimiques – Séance 1 Compétences exigibles • Comprendre le rôle de la chimie de synthèse ; • Comprendre l’utilité de la chimie verte ; • Déterminer la masse d’un échantillon à partir de sa masse volumique ou de sa densité ; • Décrire un protocole expérimental pour réaliser une synthèse d’une molécule et son identification. Chapitre 7 – Synthèse d’espèces chimiques (chapitre 3 du livre) 1 La chimie de synthèse au service de la santé Doc. 1 – Le taxol Le taxol (C47H51O14N) est une espèce chimique extraite de l’écore des ifs (doc. 2). Cette substance empêche le développement de certaines cellules cancéreuses. L’obten- tion de 300 mg de taxol (quelques doses pour un patient) nécessite l’abattage d’un arbre âgé d’au moins 100 ans. Des chercheurs ont analysé la molécule de taxol dans le but de la copier, c’est-à-dire de la synthétiser à partir de substances (appelées « précurseurs ») disponibles plus facilement. Toutefois, la synthèse du taxol est difficile et coûteuse, car la molécule est complexe (doc. 3). Au début des années 1980, le chimiste français Pierre Potier et son équipe du CNRS découvrirent dans les feuilles d’if une molécule ayant une partie analogue à la molécule de taxol. Cette molécule pouvait donc consti- tuer un précurseur (doc. 3). Aujourd’hui, de nombreux dérivés du taxol sont synthétisés et vendus en tant qu’an- ticancéreux. Doc. 2 – L’if L’if est un conifère dont l’écorce contient le taxol. Doc. 3 – Représentations en 3D Voici les représentations dans l’espace, à l’aide d’un logi- ciel, a du taxol : b d’un précurseur du taxol : a. Pourquoi est-il préférable d’exploiter les feuilles de l’if plutôt que l’écorce, d’un point de vue économique et écologique ? b. Expliquer l’intérêt de la découverte effectuée par l’équipe de Pierre Potier. Chapitre 7 P.-M. Chaurand – Page 1 sur 3 Séance 1 c . Supposons qu’un patient ait besoin d’une dose de taxol de 20,0 µL chaque jour. De quelle masse de taxol doit-on disposer pour traiter ce patient pen- dant un an ? Donnée : masse volumique du taxol : µ = 855 g·L−1. d. Calculer le nombre d’if qu’il faut abattre pour traiter ce patient pendant une année. e . Le taxol est dissous dans une solution aqueuse colo- rée en jaune. Indiquer le rôle de l’eau et du colorant dans ce médicament. f . La concentration massique du médicament est de cm = 34,2 g·L−1. Calculer le volume de médicament que le patient doit avaler chaque jour, et exprimer ce volume en nombre de gouttes (1 goutte = 0,050 mL. g. Comparer les deux molécules du doc. 3, et expli- quer pourquoi il est plus avantageux d’utiliser un « précurseur ». h. Conclusion : quel est l’apport de la chimie de syn- thèse dans la lutte contre le cancer ? Exercices du chapitre 7 7.1 No 3 p. 52 – Définir une synthèse 7.2 No 5 p. 52 – Naturel ou synthétique ? 7.3 No 11 p. 53 – Proportionnalité 7.4 No 15 p. 55 – Aspartame contre saccharose Correction des exercices du chapitre 6 (suite) 6.4 No 7 p. 22 – Masse volumique a. Masse volumique ρ : ρ = m V b. Exprimons la masse volumique en gramme par litre. Pour cela, le volume est exprimé en litre : V = 40,0 mL = 0,0400 L. On remplace dans la formule littérale : ρ = 31, 6 0, 0400 = 790 g·L−1 6.5 No 8 p. 22 – Densité a. L’énoncé donne la masse volumique ρeau de l’eau en kilogramme par litre ; pour pouvoir facilement appli- quer la formule, il faut exprimer la masse volumique ρ en kilogramme par litre. b. Densité du toluène : d = ρ ρeau Application numérique : d = 0, 87 1, 00 = 0, 87 La densité est une grandeur sans unité. Le toluène a une densité plus faible que l’eau (d < 1). 6.6 No 16 p. 23 – Expression littérale a. Formule littérale exprimant la densité d en de la masse volumique ρ et de la masse volumique de l’eau ρeau : d = ρ ρeau On multiplie les deux membres de l’équation par ρeau pour isoler la masse volumique ρ : ρ = d× ρeau Application numérique : ρ = 1, 33 × 1, 0 = 1,33 kg·L−1 b. Formule littérale exprimant la masse volumique ρ en fonction de la masse m et du volume V : ρ = m V On multiplie les deux membres de l’équation par V pour isoler la masse m : m = ρ× V Application numérique, avec la masse volumique ρ = 1,05 g·mL−1 et le volume V = 1 L = 1000 mL : m = 1, 05 × 1000 = 1050 g 6.2 No 21 p. 25 – Caféine a. Pour l’extraction, il faut utiliser un solvant extracteur dans lequel l’espèce à extraire est très soluble. De plus il faut que le solvant choisi soit non miscible à l’eau, puisque la caféine que l’on souhaite extraire est dissoute dans une solution aqueuse. Les données du problème indiquent que c’est le cas pour le dichlorométhane. Chapitre 7 P.-M. Chaurand – Page 2 sur 3 Séance 1