Sujet Physique-Chimie — Terminale — Métropole — Bac 2023

EXERCICE 1 - ÉTUDE DE LA VITAMINE C CONTENUE DANS LES KIWIS (9 points) L’acide ascorbique, couramment appelé vitamine C, intervient dans de nombreux processus métaboliques dans le corps humain. Comme l’organisme ne peut ni la synthétiser ni la stocker, les apports en vitamine C doivent se faire par l’alimentation. Les kiwis jaunes et les kiwis verts font partie des fruits les plus riches en acide ascorbique. L’agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation recommande un apport minimum en vitamine C de 110 mg par jour pour un adulte. L’objectif de cet exercice est d’étudier les propriétés de l’acide ascorbique et de déterminer la quantité de kiwis nécessaire aux besoins journaliers d’un adulte en vitamine C. Données :  formule brute de l’acide ascorbique : C6H8O6 ;  formule topologique de l’acide ascorbique (ci-contre) ; OH B  masse molaire de l’acide ascorbique : M = 176 g·mol–1 ; HO O  couple acide-base associé à l’acide ascorbique : A O – C H O (aq)/ C H O (aq) ; 6 8 6 6 7 6  concentration standard : c° = 1,0 mol·L–1 ; HO OH  données de spectroscopie infrarouge : Liaison O–H C–H C=C C=O Nombre d’onde 3200 – 3700 2850 – 3100 1620 – 1680 1650 – 1730 (en cm–1) Allure de la bande Forte et large Forte Faible et fine Forte et fine caractéristique 1. Quelques propriétés de l’acide ascorbique Q1. Représenter la formule semi-développée de l’acide ascorbique puis nommer les familles fonctionnelles associées aux groupes A et B entourés sur la formule topologique. Q2. Justifier que le spectre infrarouge de la figure 1 est compatible avec la structure de l’acide ascorbique. Figure 1. Spectre infrarouge de l’acide ascorbique Pour étudier les propriétés acidobasiques de la vitamine C, on dissout 1,0 g d’acide ascorbique commercial dans une fiole jaugée de 50 mL puis on complète jusqu’au trait de jauge avec de l’eau distillée. La mesure du pH de la solution donne pH = 2,6. Q3. Déterminer la quantité de matière initiale n0 d’acide ascorbique introduite dans la fiole jaugée. 23-PYCJ2ME1 Page 2/9 La transformation entre l’acide ascorbique et l’eau est modélisée par la réaction d’équation : C H O (aq) + H O(ℓ) C H O (aq) + H O + (aq) 6 8 6 2 6 7 6 3 – Q4. Donner la définition d’un acide faible. ⇆ Q5. Montrer que l’acide ascorbique