Oui
Cinétique chimique
Acide-base
Spectroscopie
Sujet Bac Corrigé - Fermentation malolactique des vins - Bac S Antilles-Guyane rattrapage 2017 (ancien programme) - Ex 1 - Corrigé (Physique-chimie)
1 juin 2017
Bac S (ancien programme)
🍷 Dans cet exercice de chimie sur 10 points, tu suis la fermentation malolactique d'un vin, qui transforme l'acide malique en acide lactique.
- formules topologiques, groupes caractéristiques et représentation de Cram ;
- domaines de prédominance, calcul du pH et désacidification du vin ;
- avancement, transformation totale et temps de demi-réaction lu sur une courbe ;
- chromatographie sur couche mince et spectres RMN.
Le sujet officiel et un corrigé détaillé question par question, avec les pièges à éviter, sont disponibles gratuitement en PDF.
✅ Correction
🫣
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Un exercice de chimie complet autour du vin
Ce premier exercice, noté sur 10 points et prévu pour environ 1 h 40, suit la fermentation malolactique : dans une cuve, l'acide malique est transformé en acide lactique avec dégagement de dioxyde de carbone. Le sujet balaie presque tout le programme de chimie de Terminale S : représentation des molécules, acides et bases, suivi cinétique, chromatographie et spectroscopie RMN.
Partie 1 : écrire et représenter les molécules
Il faut d'abord réécrire l'équation en formules topologiques. Le piège est de mal compter les sommets : quatre atomes de carbone pour l'acide malique, trois pour l'acide lactique. On identifie ensuite deux groupes carboxyle et un groupe hydroxyle, sans confondre le OH d'un groupe carboxyle avec un groupe hydroxyle. Enfin, l'acide lactique possède un seul atome de carbone asymétrique : la molécule est chirale et présente deux énantiomères à dessiner en représentation de Cram.
Partie 2 : acidité du vin
L'acide malique est un diacide, d'où la notation AH2. Avec pKa1 = 3,46 et pKa2 = 5,10, on obtient trois domaines de prédominance, et deux pour l'acide lactique (pKa = 3,86). Le pH du vin en début de fermentation vaut 3,2, inférieur à pKa1 : l'acide malique est majoritairement sous la forme AH2. La désacidification s'explique par le remplacement d'un diacide par un monoacide, plus faible, et par le départ d'un atome de carbone sous forme de CO2.
Partie 3 : suivi cinétique de la fermentation
La conversion des 10 m3 en litres est indispensable pour retrouver 2,2 × 102 mol d'acide malique ; sans elle, le résultat est mille fois trop petit. Le palier du graphique, lu à 20 kg, donne aussi 2,2 × 102 mol d'acide lactique, à condition de convertir en grammes. L'avancement final égale l'avancement maximal : la transformation est totale. Le temps de demi-réaction se lit à la moitié du palier, 10 kg, soit environ 2,0 jours. La mise en bouteille est possible vers le 3 novembre. À 20 °C, la courbe monte plus vite mais rejoint le même palier : la température change la vitesse, pas l'état final.
Parties 4 et 5 : chromatographie et RMN
Sur le chromatogramme, le vin présente encore une tache à la hauteur de l'acide malique : la fermentation n'est pas terminée. On veut éviter un dégagement de CO2 dans la bouteille fermée et un vin dont l'acidité évolue encore. En RMN, seul le spectre 1 présente un quadruplet et un doublet de 3 H : c'est celui de l'acide lactique. La RMN ne convient pas en revanche pour contrôler la fin de la fermentation dans un mélange aussi complexe que le vin.
Conseils
Soigne les conversions d'unités, laisse apparents les traits de lecture graphique et justifie chaque attribution de signal RMN par le nombre de signaux, l'intégration et la multiplicité. Note que la représentation de Cram et la RMN ne figurent plus au programme actuel de spécialité de Terminale.