Un emballage intelligent au rayon poissonnerie : un exercice de 9 points

Le premier exercice du bac 2025 de physique-chimie en Métropole (jour 1) est le plus lourd du sujet : 9 points sur 20, à traiter en 1 h 35 environ. Il part d'une idée concrète, une pastille colorée collée sur l'emballage d'un poisson, qui change de teinte quand le produit se dégrade. L'indicateur utilisé est le bleu de bromophénol (BBP). Les 17 questions mobilisent presque toute la chimie de terminale : synthèse et analyse d'un produit, couple acide-base et pK_A, titrage pH-métrique, couleur d'une solution, dilution et temps de demi-réaction.

Synthèse et identification du BBP (Q1 à Q4)

Les premières questions portent sur le protocole de synthèse. Trois titres pour quatre étapes : la transformation des réactifs, la séparation, puis deux étapes d'analyse du produit brut. Sur le chromatogramme, le dépôt du produit brut ne présente plus la tache du rouge de phénol et fait apparaître une tache nouvelle : une transformation a eu lieu. Comme il porte deux taches, le produit brut n'est pas pur. La comparaison des spectres d'absorption repose sur la longueur d'onde du maximum, environ 590 nm pour les deux courbes ; comparer les hauteurs des pics serait une erreur, car l'absorbance dépend de la concentration. Comme autre méthode d'identification, la mesure de la température de fusion, à comparer à 273 °C, est l'indice laissé par les données.

Le couple acide-base et le titrage (Q5 à Q11)

L'expression de K_A ne doit contenir ni l'eau, qui est le solvant, ni oublier c°. La relation pH = pK_A + log([BH^-]/[BH₂]) s'obtient en regroupant [H₃O⁺]/c° puis en appliquant les propriétés du logarithme. Le volume équivalent se lit à l'abscisse du pic de la courbe dérivée : V_E = 14,8 mL, sans se laisser tromper par les petits pics secondaires vers 13 mL. À la demi-équivalence, les deux formes du couple sont en quantités égales, donc pH = pK_A. La lecture du pH pour 7,4 mL sur la courbe de titrage donne pK_A = 3,9. Comparé à la valeur tabulée 4,1 avec une incertitude-type de 0,3, le quotient vaut 0,7, inférieur à 2 : la mesure est compatible avec la présence de BBP.

Couleur, dilution et réaction avec l'amine (Q12 à Q16)

La forme acide absorbe surtout vers 435 nm, dans le violet : la solution a la couleur complémentaire, le jaune. La question de dilution est ouverte. La solution commerciale d'acide chlorhydrique a une concentration de 12 mol·L^-1, la solution visée 1,0 × 10^-2 mol·L^-1, ce qui imposerait de prélever 0,17 mL, moins que la plus petite pipette disponible. Le piège classique est l'unité de la masse volumique de l'eau, à convertir en g·L^-1. Viennent ensuite le nom de l'amine (la molécule B), l'équation de la réaction acide-base qui fait virer la pastille au bleu, et le caractère amphotère de l'ion BH^-.

Le temps de demi-réaction et la conclusion (Q17)

La dernière question demande de lire t_1/2 sur la courbe de concentration : la moitié de la valeur initiale, 5,6 µmol·L^-1, est atteinte vers 760 s, soit environ 13 minutes. L'erreur fréquente consiste à prendre la moitié du maximum de l'axe. La conclusion compare des minutes à des jours : en milieu très basique, la teinte bleue s'efface bien trop vite pour avertir le client.

Conseils

Cet exercice récompense la rigueur des définitions et la lecture attentive des graphiques. Rédigez la question ouverte en annonçant votre plan, et écrivez toujours la comparaison à 2 avant de conclure sur une compatibilité.