A0-2.1. Dépolluer une eau avec des carapaces de crevettes

1.1. La chitine est naturelle car elle est produite par des animaux. Le chitosane est artificiel car il nécessite une manipulation humaine pour sa synthèse.

1.2 Motif de la chitine.

2.1. Pour trouver le motif de la chitosane, il suffit de remarquer que la liaison N–C de la fonction amide de la chitine a été rompue, et qu’un H vient se lier à l’azote.

2.2. Il s’agit de la fonction amine.

2.3. Intérêt : pouvoir chauffer le mélange réactionnel, sans évaporation des réactifs et sans problème de surpression.

1. Sortie d’eau
2. Réfrigérant à boules
3. Entrée d’eau
4. Ballon
5. Chauffe-ballon
6. Support élévateur

2.4. Définition du rendement : rapport de la qdm de produit obtenu sur la qdm maximale de produit qu’on peut obtenir selon la quantité de réactifs utilisés.
Masse molaire de la chitine à 4 motifs : 4×203 + 18 = 830 g·mol^-1
Qdm initiale de chitine : 8÷830 = 9,64 mmol
Masse molaire de la chitosane à 4 motifs : 4×159 + 18 = 654 g·mol^-1
Qdm expérimentale de chitosane obtenue : 6,12 mmol
Rendement : 63,5 % environ.

3.1. Le sulfate de cuivre absorbe fortement au-delà de 700 nm. Sa couleur est donc la couleur opposée au rouge, le cyan.

3.2. Protocole de dilution.

• Avec une pipette jaugée, prélever une volume de 2,0 mL de S.
• Verser dans une fiole jaugée de 10 mL.
• Compléter avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge
• Boucher, agiter.

3.3. On commence par estimer le coefficient de proportionnalité $*k*$ entre l’absorbance et la concentration en $*\ce{Cu^2+}*$.
$*k*$ ≃ 1,13÷0,10 = 11,3 L·mol^-1
L’idéal serait bien sûr de tracer le graphique $*A = f(c)*$ et de calculer le coefficient directeur de cette droite. Mais c’est trop long à faire pour une épreuve de bac.
Ensuite, on en déduit la concentration en ions $*\ce{Cu^2+}*$ du filtrat : $*C_f*$ = 0,30÷11,3 = 2,65·10^-2 mol·L^-1.
La concentration restant est de 26,5 % de la concentration initiale.
On en déduit qu’environ 74 % des ions $*\ce{Cu^2+}*$ initialement présents on réagit. Comme le chitosane est en excès, l’avancement de réaction est donc de 74 %.

4.1. La vitesse volumique de disparition (ou de consommation) d’un réactif est la valeur absolue de la dérivée de la concentration de ce réactif par rapport au temps $µ v_\ce{Cu^2+} = - \frac {\mathrm{d}[\ce{Cu^2+}]}{\mathrm{d}t} µ$

4.2. On trace la tangente à la courbe à $*t*$ = 10 minutes et on trouve son coefficient directeur (environ 0,63 mmol·L^-1·min^-1).

4.3. La concentration des ions $*\ce{Cu^2+}*$ baisse de moins en moins vite au cours du temps. La vitesse volumique de disparition diminue car la concentration des réactifs diminue également au cours du temp.

4.4. La ligne 19 du programme montre qu’on calcule une vitesse moyenne de disparition au cours du temps ($*\frac {- \Delta C} {\Delta t}*$) et non pas une vitesse instantanée (qui est $*- \frac {\mathrm{d}[\ce{Cu^2+}]}{\mathrm{d}t}*$ ).

4.5. On voit que la vitesse de disparition des ions $*\ce{Cu^2+}*$ est proportionnelle (à peu près) à leur concentration. Il s’agit donc bien d’une loi de vitesse d’ordre 1.