Exercice 3 - Force des acides et des bases · Bac Physique-Chimie Métropole 2023 (sujet 1)

Thème : Force des acides et des bases : KA, Ke, diagrammes et solutions tampon · Tiré du sujet Métropole France 1 (2023)

Énoncé

Le sachet de médicament étudié contient de l'aspirine sous la forme d'un composé ionique, l'acétylsalicylate de DL-lysine.

EXERCICE 3 - UNE FORMULATION DE L'ASPIRINE (4 points)

L'aspirine est le nom commercial de l'acide acétylsalicylique. L'aspirine est utilisée depuis le début du XX e siècle comme principe actif analgésique (antidouleur) et antipyrétique (contre la fièvre). Il s'agit encore aujourd'hui d'un des médicaments les plus consommés au monde.

Cet exercice a pour objectif d'étudier un sachet de médicament contenant de l'acide acétylsalicylique.

Données

extrait de la notice d'un sachet de médicament contenant de l'acide acétylsalicylique: Utilisation: sachet dose de 1,0 g à dissoudre dans l'eau

Principe actif: ion acétylsalicylate

Composition: 900 mg d'acétylsalicylate de DL-lysine équivalent à un apport de 500 mg en acide acétylsalicylique

en dissolvant un sachet de médicament dans 40 mL d'eau, on obtient une solution de pH = 5,0;

couple acide-base (acide acétylsalicylique / ion acétylsalicylate): pKAK_A = 3,5 à 25 °C;

propriétés de quelques espèces chimiques: · Acide acétylsalicylique · DL-Lysine

Formule topologique

Formule brute · C 9 H 8 O 4 · C 6 H 14 N 2 O 2

Masse molaire (g·mol -1) · 180,2 · 146,2

diagramme de prédominance (sans souci d'échelle) de la DL-Lysine: Diagramme de prédominance de la DL-Lysine en fonction du pH

cercle chromatique: Cercle chromatique avec longueurs d'onde associées

pour décider si le résultat d'une mesure est en accord avec une valeur de référence, on utilise le quotient ∣x−xref∣u(x)\dfrac{|x-x_{ref}|}{u(x)} avec xx, la valeur mesurée; xrefx_{ref} la valeur de référence et u(x)u(x), l'incertitude-type associée à la valeur mesurée xx.

Q1.

Représenter la formule semi-développée de l'ion acétylsalicylate.

Q2.

La DL-lysine appartient à la famille des acides aminés. Proposer une explication.

Q3.

Indiquer la forme prédominante des espèces associées à l'acide acétylsalicylique et à la DL-lysine présentes dans la solution de médicament obtenue après dissolution du contenu du sachet dans l'eau.

Q4.

Justifier alors que le titrage acide-base de cette solution aqueuse de médicament par une solution d'acide fort ne permet pas de déterminer directement la quantité de matière de l'ion acétylsalicylate en solution.

Énoncé: Exercice 3 - Force des acides et des bases · Bac Physique-Chimie Métropole 2023 (sujet 1)

Corrigé

Corrigé établi d’après les éléments de correction officiels

Q1. Représenter la formule semi-développée de l'ion acétylsalicylate.

Réponse :

Q2. La DL-lysine appartient à la famille des acides aminés. Proposer une explication.

Réponse : La DL-lysine présente à la fois un groupe acide carboxylique et des groupes amine (-NH₂), ce qui justifie sa dénomination d'acide aminé.

Q3. Indiquer la forme prédominante des espèces associées à l'acide acétylsalicylique et à la DL-lysine présentes dans la solution de médicament obtenue après dissolution du contenu du sachet dans l'eau.

Réponse : Ion acétylsalicylate (forme basique de l'acide acétylsalicylique) et la deuxième forme de la DL-lysine sur le diagramme de prédominance (une amine protonée NH3+NH_3^+ et une amine neutre NH2NH_2, avec le carboxylate COO−COO^-).

Q4. Justifier alors que le titrage acide-base de cette solution aqueuse de médicament par une solution d'acide fort ne permet pas de déterminer directement la quantité de matière de l'ion acétylsalicylate en solution.

Réponse : Dans la solution obtenue, les deux espèces prédominantes (ion acétylsalicylate et la forme de la DL-lysine) sont toutes deux des carboxylates (COO−COO^-). Un acide fort versé réagirait avec ces deux espèces à la fois, ne permettant pas de doser sélectivement les ions acétylsalicylate.

Q1. Représenter la formule semi-développée de l'ion acétylsalicylate.

Réponse : Structure dérivée de l'acide acétylsalicylique où le groupe carboxyle -COOH est déprotoné en groupe carboxylate -COO⁻, avec le cycle benzénique et le groupe ester -O-CO-CH₃ inchangés.

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