Exercice 1 - Cinétique chimique · Bac Physique-Chimie Métropole 2025 (sujet 1)

Exercice 1 – Un emballage intelligent au rayon poissonnerie (9 points)

Un emballage « intelligent » est un emballage alimentaire capable d'afficher, à destination du client, des informations qui s'actualisent automatiquement au cours du temps. On trouve par exemple, sur certains emballages de produits frais au rayon poissonnerie, une pastille qui informe de la fraîcheur du filet de poisson qu'ils contiennent. Ces pastilles sont imbibées d'un indicateur coloré.

Dans cet exercice, on souhaite vérifier si le bleu de bromophénol, un indicateur coloré acide-base noté BBP dans la suite de l'exercice, peut convenir pour la réalisation de ce type de pastille.

4. Cinétique d'ordre 1 de la décoloration du BBP en présence d'ion hydroxyde

L'ion $\mathrm{BH^-}$ est une espèce amphotère. Les molécules de $N,N$-diméthylméthanamine produites lors de la dégradation du poisson rendent le milieu basique. En milieu très basique, le BBP se décolore selon une transformation chimique lente, considérée totale et modélisée par la réaction d'équation suivante:$$\mathrm{BH^-(aq) + OH^-(aq) \rightarrow B^{2-}(aq) + H_2O(\ell)}$$On souhaite savoir si cette transformation peut nuire à l'efficacité d'un emballage intelligent.Pour cela, on suit l'évolution de la concentration en ions $\mathrm{BH^-}$, en fonction du temps, dans une solution très basique. Le protocole mis en place est le suivant: placer un volume d'une solution contenant des ions $\mathrm{BH^-}$ dans une fiole jaugée de $50{,}0\text{ mL}$;

compléter jusqu'au trait de jauge avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium introduite en excès;

suivre l'évolution de l'absorbance par spectrophotométrie pendant une trentaine de minutes et tracer l'évolution temporelle de la concentration en ions $\mathrm{BH^-}$, notée $[\mathrm{BH^-}]$ (voir figure 4).

Q17.

Après avoir déterminé le temps de demi-réaction, indiquer si ce temps caractéristique et la réaction associée sont adaptés à une utilisation dans la pastille d'un emballage intelligent. Détailler votre raisonnement en explicitant les évolutions de la couleur de la pastille de l'emballage au cours du temps.