Sujet Physique-Chimie — Terminale — Amérique du Nord — Bac 2025

EXERCICE 1 - L’ATROPINE (9 POINTS) L’atropine est un antispasmodique employé par l’anesthésiste lorsque le patient présente une bradycardie, une diminution du réflexe vagal ou un rythme cardiaque bas. Elle a pour effet d’augmenter le rythme cardiaque du patient. Elle fait partie de la famille des alcaloïdes, molécules qui comportent un atome d’azote aux propriétés basiques. L’atropine a été extraite d’une plante : la belladone. De nos jours, de nombreuses molécules isolées de la belladone ont été identifiées et on sait que l’atropine provient d’une réaction au sein de la plante entre l’acide tropique et le tropanol. L’objectif de cet exercice est d’étudier l’utilisation d’une des formes de l’atropine en milieu hospitalier ainsi que son obtention par extraction et par synthèse. Données :  représentation topologique de l’atropine :  formule brute de l’atropine : C 17 H 23 O 3 N ;  couple acide-base de l’atropine : C H O NH+ / C H O N ; 17 23 3 17 23 3  valeur du pKa du couple : 9,8. 1. Étude des ampoules pharmacologiques d’atropine. Q1. Construire le diagramme de prédominance du couple acide/base de l’atropine. En milieu hospitalier, on utilise des ampoules contenant du sulfate d’atropine, une solution limpide et incolore injectable par voie intraveineuse ou intra musculaire à une –1 concentration en masse d’atropine C = 25 mg·L . Elle est conditionnée en ampoule mA de volume V = 20 mL possédant un pH stabilisé aux alentours de 4,0. A Q2. Préciser sous quelle forme acide ou basique est présente l’atropine dans l’ampoule. Données :  masse molaire moléculaire de l’atropine M = 289,4 g∙mol–1 ; A  concentration standard c° = 1,0 mol∙L−1. Q3. Calculer la concentration en quantité de matière des ions oxonium [H 3 O+] de la solution contenue dans l’ampoule. Q4. Calculer la concentration en quantité de matière C d’atropine présente dans A l’ampoule. Vérifier que la quantité de matière n d’atropine dans l’ampoule est voisine A –6 de n = 1,7×10 mol. A 25-PYCPE2 Page 2/11 On trouve également des ampoules de concentration en quantité de matière –3 –1 C = 1,7×10 mol·L . B Q5. Calculer le volume V de cette ampoule pour que la quantité de matière n en B B atropine soit égale à la quantité de matière n déterminée en question Q4. A 2. Étude de l’extraction de l’atropine. À partir de feuilles de belladone,