Un soin capillaire à l'acide glycolique : un exercice de 4 points
Le troisième exercice du bac 2025 de physique-chimie en Polynésie (jour 2) étudie un sérum capillaire contenant de l'acide glycolique. Noté sur 4 points, pour une durée conseillée d'environ 42 minutes, il compte 9 questions courtes : nomenclature, spectroscopie infrarouge, dilution, puis titrage colorimétrique et vérification de l'étiquette du fabricant.
Nomenclature et groupes caractéristiques (Q1 et Q2)
Le formaldéhyde HCHO possède un seul atome de carbone et un groupe aldéhyde : c'est le méthanal. Écrire « méthanol » serait une confusion avec un alcool. L'acide glycolique HO-CH2-COOH porte deux groupes caractéristiques : un groupe hydroxyle (famille des alcools) et un groupe carboxyle (famille des acides carboxyliques). L'erreur fréquente consiste à entourer séparément le C=O et le OH du carboxyle et à annoncer une cétone et un second alcool, alors que ces atomes forment un seul groupe.
Identifier le bon spectre (Q3)
Les deux spectres présentent une bande forte vers 1700 cm-1, due à une liaison C=O : elle ne permet pas de conclure. Le critère discriminant est la bande forte et large entre 2500 et 3400 cm-1 environ, caractéristique des liaisons O-H d'un alcool lié et d'un acide carboxylique. Seul le spectre B la présente : c'est celui de l'acide glycolique. La bonne méthode consiste à lister les liaisons de la molécule, puis à chercher la bande qui distingue les deux spectres, en citant son nombre d'onde et son allure.
Dilution et choix de l'indicateur (Q4 et Q5)
Pour diluer 10 fois et obtenir 50,0 mL, on prélève 5,0 mL de sérum à la pipette jaugée, puis on complète à l'eau distillée dans une fiole jaugée de 50,0 mL jusqu'au trait de jauge, avant d'homogénéiser. Une éprouvette graduée ou un bécher ne donnent pas la précision attendue. Le pH à l'équivalence, voisin de 8,5, doit appartenir à la zone de virage de l'indicateur : seule la phénolphtaléine (8,2 à 10,0) convient. Le BBT, choisi par habitude, virerait avant l'équivalence.
Titrage et vérification de l'étiquette (Q6 à Q9)
La réaction support du titrage, AH + HO- → A- + H2O, est totale et rapide. À l'équivalence, réactifs titré et titrant ont été introduits dans les proportions stœchiométriques. La relation C1·V1 = C2·VE donne C1 = 9,4 × 10-2 mol/L, puis, en tenant compte de la dilution, C = 0,94 mol/L pour le sérum commercial. Oublier le facteur 10, ou diviser au lieu de multiplier, est le piège principal. Pour juger l'étiquette, on convertit le titre massique de 7,0 % en concentration de référence, soit 0,92 mol/L, avec une masse volumique exprimée en g/L. Le quotient de l'écart par l'incertitude-type vaut 0,4, inférieur à 2 : la mesure est compatible et l'indication du fabricant est correcte, le titrage donnant 7,1 %.
Conseils
Retenez la démarche de comparaison à une valeur de référence : calculer le quotient de l'écart par l'incertitude-type, puis conclure par rapport à 2. Une conclusion sans ce calcul ne rapporte pas les points. Citez toujours la verrerie jaugée dans un protocole de dilution.