Oui
Cinétique chimique
Acide-base
Spectroscopie
Sujet Bac Corrigé - Pâte à pizza napolitaine - Centres étrangers 2 2022 Jour 1 - Ex 1 - Corrigé (Physique-chimie)
1 juin 2022
Terminale spécialité
🍕 Pourquoi la pâte à pizza gonfle-t-elle et devient-elle plus acide ? L'exercice 1 du bac 2022 de physique-chimie, Centres étrangers 2 (jour 1), sur 10 points, suit la fermentation de la pâte pendant sa levée.
- Cinétique : vitesses volumiques moyennes, rapport stœchiométrique, loi de vitesse d'ordre 1.
- Acide-base : pH, constante d'acidité du dioxyde de carbone dissous.
- Acide succinique : nomenclature, spectre infrarouge, diagramme de prédominance, espèce amphotère.
- Préparation d'une solution par dissolution : masse à peser et protocole.
Sujet officiel et corrigé détaillé gratuits en PDF, avec les pièges signalés question par question.
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Pâte à pizza napolitaine : la chimie de la levée
L'exercice 1 du bac 2022 de physique-chimie, Centres étrangers 2, jour 1, est l'exercice commun de 10 points, à traiter en 1 h 45 environ. Il part d'une situation familière, la levée d'une pâte à pizza, et mobilise trois chapitres de terminale : la cinétique chimique, les équilibres acide-base et l'analyse spectroscopique, avec en prime la préparation d'une solution par dissolution. Les trois parties sont largement indépendantes.
Partie 1 : vitesses volumiques et loi d'ordre 1
Les premières questions vérifient la cohérence des courbes avec l'équation de la fermentation : le glucose, réactif, diminue ; l'éthanol et le dioxyde de carbone, produits, augmentent. Le seul produit gazeux, CO2, explique la montée de la pâte. Le calcul des vitesses volumiques moyennes sur 180 min donne environ 0,64 mmol·L-1·min-1 pour l'apparition de l'éthanol et 0,18 mmol·L-1·min-1 pour la disparition du glucose. Leur rapport, voisin de 3,6, ne correspond pas au rapport 2 imposé par les nombres stœchiométriques : le glucose disparaît moins vite qu'attendu, car la levure dégrade aussi les autres sucres de la pâte.
La fin de la partie demande de choisir entre deux modèles d'évolution de la quantité de CO2. Les points expérimentaux s'alignent sur une droite passant par l'origine : la vitesse d'apparition est constante. Or, pour une loi d'ordre 1, la vitesse est proportionnelle à la concentration du réactif et diminue au cours du temps, ce que traduit une courbe dont la tangente s'aplatit. Conclusion : la production de CO2 dans la pâte ne suit pas une loi de vitesse d'ordre 1.
Partie 2 : le dioxyde de carbone, un acide faible
On rappelle la relation pH = −log([H3O+]/c°), puis on écrit la constante d'acidité du couple CO2,H2O / HCO3−, sans faire apparaître l'eau, solvant. Comme les ions H3O+ et HCO3− sont formés en quantités égales, le numérateur devient [H3O+]2. Avec pH = 5,8 et pKA = 6,37, on obtient une concentration à l'équilibre d'environ 5,9 × 10-6 mol·L-1, proche de la concentration apportée : la transformation est limitée.
Partie 3 : l'acide succinique
La formule semi-développée HOOC−CH2−CH2−COOH montre deux groupes carboxyle, d'où le terme diacide et le nom acide butanedioïque. Le spectre infrarouge présente la large bande O−H d'acide entre 2500 et 3200 cm-1 et la bande C=O vers 1700 cm-1. Le diagramme de prédominance s'appuie sur pKA1 = 4,19 et pKA2 = 5,63 ; l'ion C4H5O4− est l'espèce amphotère. La masse à dissoudre vaut environ 0,18 g pour 50,0 mL, et le protocole de dissolution en fiole jaugée doit être précis. Enfin, la solution d'acide succinique (pH 5,0) explique bien mieux le pH final de la pâte (4,8) que celle de CO2 (pH 5,8).
Pièges et conseils
Une vitesse de disparition est positive : n'oubliez pas le signe moins. Ordre 1 ne signifie pas vitesse constante. Dans le calcul de la concentration en CO2 solvaté, le carré est souvent oublié. Pour la masse, convertissez le volume en litres. Rédigez le protocole avec le matériel, la pesée, le rinçage, l'ajustement au trait de jauge et l'homogénéisation : chaque étape compte.