Oui
Acide-base
Titrage
Cinétique chimique
Sujet Bac Corrigé - Aspirine, titrage et cinétique - Nouvelle-Calédonie 2025 Jour 1 - Ex 1 - Corrigé (Physique-chimie)
1 juin 2025
Terminale spécialité
💊 L'aspirine, du comprimé jusqu'à son hydrolyse : c'est le fil de l'exercice 1 du bac 2025 de physique-chimie en Nouvelle-Calédonie (jour 1), sur 9 points.
- Acide-base : groupes caractéristiques, équation avec l'eau, diagramme de prédominance et intérêt d'un comprimé enrobé.
- Titrage pH-métrique : volume équivalent lu sur la dérivée, masse d'aspirine du comprimé et dose adaptée ou non.
- Cinétique et mécanisme : vitesse de disparition par la tangente, ligne de code Python, loi d'ordre 1, flèches courbes et catégorie de réaction.
Le sujet officiel et le corrigé détaillé sont gratuits en PDF, avec les pièges à éviter à chaque question.
Fiche de cours
Cinétique chimique — Terminale spécialité physique-chimie
L'essentiel du cours, les formules et les méthodes utiles pour cet exercice, sur une page gratuite.
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Corrigé interactif · 15 questions
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Q1Nommer les groupes caractéristiques A et B entourés sur la figure 1.
Le groupe A, −CO−O−C, est un groupe ester. Le groupe B, −COOH, est un groupe carboxyle (famille des acides carboxyliques).
A : groupe ester ; B : groupe carboxyle.
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Q2Écrire l'équation de la réaction modélisant la transformation acide-base de l'aspirine avec l'eau.
L'aspirine est l'acide du couple CX9HX8OX4 / CX9HX7OX4X− : elle cède un ion HX+ à l'eau, base du couple HX3OX+ / HX2O.
CX9HX8OX4(aq)+HX2O(l)CX9HX7OX4X−(aq)+HX3OX+(aq) Tu avais trouvé ?
Q3À l'aide d'un diagramme de prédominance, déterminer la forme prédominante dans l'estomac, dont le pH est compris entre 1 et 3.
Données utiles pKA=3,5 à 25 °C
Pour pH<pKA, la forme acide CX9HX8OX4 prédomine ; pour pH>pKA, c'est la forme basique CX9HX7OX4X−.
Dans l'estomac, 1⩽pH⩽3, donc pH<pKA=3,5.
Dans l'estomac, la forme prédominante est la forme acide CX9HX8OX4 (l'aspirine).
Diagramme de prédominance du couple de l'aspirineTu avais trouvé ?
Q4Expliquer pourquoi un comprimé avec enrobage est préférable à un comprimé sans enrobage pour un traitement de longue durée.
Dans l'estomac, l'aspirine est sous sa forme acide CX9HX8OX4 (question 3), qui a des effets irritants sur l'estomac.
L'enrobage gastro-résistant empêche le comprimé de libérer l'aspirine dans l'estomac : elle n'est libérée qu'après l'avoir traversé.
Lors d'un traitement long, où les prises se répètent, l'enrobage protège l'estomac des effets irritants de l'aspirine.
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Q5Exploiter la courbe de titrage de la figure 2 pour déterminer la masse mA d'aspirine contenue dans le comprimé testé.
Données utiles V=500,0 mL ; VA=20,0 mL ; CB=1,0×10−2 mol⋅L−1 ; M=180 g⋅mol−1
Volume à l'équivalence. L'équivalence est repérée par le maximum de la courbe dérivée : VE=9,5 mL.
Quantité d'aspirine titrée. À l'équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques de la réaction support (une mole de HOX− pour une mole d'aspirine) :
nA=CB×VE=1,0×10−2×9,5×10−3=9,5×10−5 mol
Quantité dans le comprimé. Le comprimé est dissous dans V=500,0 mL et on en titre VA=20,0 mL :
n=nA×VAV=9,5×10−5×20,0500,0=2,4×10−3 mol
Masse. mA=n×M=VACB×VE×V×M=2,375×10−3×180=0,43 g
mA=0,43 g, soit 4,3×102 mg
VE=9,5 mLpH et dVBdpHVB (mL) Figure 2 du sujet : le maximum de la dérivée repère l'équivalenceTu avais trouvé ?
Q6Indiquer si la quantité d'aspirine contenue dans ce comprimé est adaptée, sous-dosée ou surdosée pour une prise urgente dans le cas d'un AIT. Justifier.
Données utiles dose de charge comprise entre 160 et 300 mg ; mA=4,3×102 mg (Q5)
La dose de charge doit être comprise entre 160 mg et 300 mg. Or le comprimé contient mA=4,3×102 mg, et 430 mg>300 mg.
Le comprimé est surdosé pour une prise urgente dans le cas d'un AIT.
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Q7Définir la vitesse volumique de disparition de l'aspirine.
La vitesse volumique de disparition de l'aspirine est l'opposé de la dérivée par rapport au temps de sa concentration C en quantité de matière :
v=−dtdC
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Q8Déterminer la vitesse volumique de disparition de l'aspirine à la date t=0 h en faisant apparaître la construction sur la figure 3 de l'annexe.
Indice Prendre deux points éloignés sur la tangente tracée, et non sur la courbe ; les intersections avec les axes se lisent le mieux.
La vitesse à t=0 h est l'opposé du coefficient directeur de la tangente à la courbe à cette date.
On trace cette tangente. Elle passe par les points (0 h;5,6×10−3 mol⋅L−1) et (10 h;0 mol⋅L−1) :
v(0)=−10−00−5,6×10−3=5,6×10−4 mol⋅L−1⋅h−1
v(0)≈5,6×10−4 mol⋅L−1⋅h−1
C (mol·L−1)t (h) Figure 3 de l'annexe complétée : tangente à la courbe à t=0 hTu avais trouvé ?
Q9Justifier sans calcul, à l'aide de la figure 3, comment évolue la vitesse volumique de disparition de l'aspirine au cours du temps.
À chaque date, la vitesse de disparition est l'opposé du coefficient directeur de la tangente à la courbe C=f(t).
Au cours du temps, les tangentes sont de moins en moins inclinées, jusqu'à devenir horizontales.
La vitesse volumique de disparition de l'aspirine diminue au cours du temps et finit par s'annuler.
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Q10Recopier et compléter la ligne 13 du code Python visant à calculer chaque valeur de v et à l'ajouter en fin de liste v.
Entre les dates ti et ti+1, la vitesse moyenne de disparition vaut vi=−ti+1−tiCi+1−Ci.
Ligne 13 : v.append(-(C[i+1] - C[i]) / (t[i+1] - t[i]))
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Q11Justifier, à l'aide de la figure 5, que l'hydrolyse de l'aspirine ne suit pas une loi de vitesse d'ordre 1 par rapport à l'aspirine dans les conditions de l'expérience.
Si la transformation suivait une loi de vitesse d'ordre 1 par rapport à l'aspirine, la vitesse serait proportionnelle à la concentration : v=k×C. Les points de la figure 5 seraient alors alignés sur une droite passant par l'origine.
Or les points de la figure 5 ne sont pas alignés : ils dessinent une courbe qui s'infléchit quand C augmente.
v n'est pas proportionnelle à C : l'hydrolyse ne suit pas une loi de vitesse d'ordre 1.
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Q12Entourer et nommer, sur la figure 6 de l'annexe, le site donneur et le site accepteur de doublet d'électrons des réactifs qui interagissent lors de cette première étape.
Indice Pour repérer les sites, comparer réactifs et produit : la liaison créée est C−O, entre l'oxygène de l'eau et le carbone du groupe ester.
Site donneur de doublet d'électrons : l'atome d'oxygène de la molécule d'eau, qui porte deux doublets non liants.
Site accepteur de doublet d'électrons : l'atome de carbone du groupe ester, lié à deux atomes d'oxygène plus électronégatifs que lui ; il porte une charge partielle positive.
Donneur : atome O de l'eau. Accepteur : atome C de la liaison C=O du groupe ester.
Figure 6 de l'annexe (réactifs) : sites entourés et nommésTu avais trouvé ?
Q13Représenter, sur la figure 6 de l'annexe, les flèches courbes modélisant les déplacements d'électrons permettant la formation de l'intermédiaire réactionnel.
Deux flèches courbes sont nécessaires :
- la première part d'un doublet non liant de l'atome O de l'eau et pointe vers l'atome C du groupe ester : elle forme la liaison C−O ;
- la seconde part de la double liaison C=O et pointe vers l'atome O de cette liaison : un doublet liant devient non liant.
Voir la figure 6 complétée : une flèche de O (eau) vers C, une flèche de la liaison C=O vers son atome O.
Figure 6 de l'annexe (réactifs) : flèches courbes de la première étapeTu avais trouvé ?
Q14Identifier, parmi les catégories suivantes, celle à laquelle appartient cette transformation : oxydoréduction, acide-base, addition, élimination, substitution.
Indice Deux réactifs donnant un produit : addition. Un réactif donnant deux produits : élimination. Deux réactifs donnant deux produits : substitution.
L'hydrolyse a pour équation CX9HX8OX4+HX2OCX7HX6OX3+CX2HX4OX2 : deux réactifs donnent deux produits.
En comparant l'aspirine et l'acide salicylique, on constate que le groupe −O−CO−CHX3 porté par le cycle a été remplacé par un groupe −OH.
Un groupe d'atomes est remplacé par un autre : l'hydrolyse de l'aspirine est une substitution.
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Q15Proposer une modification des conditions expérimentales permettant de diminuer la durée de cette transformation.
La température est un facteur cinétique : plus elle est élevée, plus la transformation est rapide.
On peut réaliser l'hydrolyse à une température plus élevée (chauffer le mélange).
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De l'aspirine pour faciliter l'écoulement sanguin : un exercice de 9 points
Le premier exercice du bac 2025 de physique-chimie en Nouvelle-Calédonie (jour 1) compte pour 9 points sur 20, soit environ 1 h 35 de travail. Il suit l'aspirine, prescrite pour fluidifier le sang, à travers quinze questions qui balayent une large part de la chimie de terminale : groupes caractéristiques, couple acide-base, titrage pH-métrique, vitesse volumique de disparition, loi de vitesse, mécanisme réactionnel et facteurs cinétiques.
L'aspirine dans l'estomac (Q1 à Q4)
La molécule porte deux groupes à nommer : un groupe ester et un groupe carboxyle. Les deux contiennent une liaison C=O liée à un atome d'oxygène ; c'est ce que porte ce second oxygène qui les distingue, un hydrogène pour le carboxyle, un carbone pour l'ester. L'équation avec l'eau s'écrit avec une double flèche, car l'aspirine, de pKA égal à 3,5, est un acide faible. Le diagramme de prédominance montre ensuite que dans l'estomac, où le pH est compris entre 1 et 3, c'est la forme acide qui prédomine. Cette forme irrite l'estomac : l'enrobage gastro-résistant, qui ne libère l'aspirine qu'après l'estomac, le protège lors d'un traitement long.
Le titrage du comprimé (Q5 et Q6)
La question 5 est le cœur calculatoire de l'exercice. Le volume équivalent se lit au maximum de la courbe dérivée : 9,5 mL. La relation à l'équivalence donne la quantité d'aspirine dans la prise d'essai de 20,0 mL, qu'il faut multiplier par 25 pour revenir aux 500,0 mL où le comprimé a été dissous. Le piège classique consiste à s'arrêter à cette première quantité. On obtient une masse de 0,43 g, soit 430 mg, au-dessus de la dose de charge comprise entre 160 et 300 mg : le comprimé est surdosé pour une prise urgente.
La cinétique de l'hydrolyse (Q7 à Q11)
La vitesse volumique de disparition se définit avec un signe moins devant la dérivée de la concentration, pour qu'elle soit positive. À la date initiale, on la détermine par la tangente à la courbe : en lisant deux points éloignés de cette droite, on trouve environ 5,6 × 10-4 mol·L-1·h-1. Les tangentes de moins en moins inclinées montrent que la vitesse diminue au cours du temps. La ligne Python à compléter demande le signe moins et des parenthèses autour de chaque différence. Enfin, les points de la figure 5 ne sont pas alignés sur une droite passant par l'origine : la vitesse n'est pas proportionnelle à la concentration, la loi n'est pas d'ordre 1.
Le mécanisme réactionnel (Q12 à Q15)
Le site donneur est l'oxygène de l'eau, porteur de doublets non liants ; le site accepteur est le carbone du groupe ester. Deux flèches courbes modélisent la première étape, chacune partant d'un doublet, jamais d'un atome. Le bilan, où un groupe d'atomes en remplace un autre, est une substitution, alors que la première étape seule est une addition. Pour accélérer la transformation, il suffit d'élever la température ou d'ajouter un catalyseur.
Conseils pour réussir cet exercice
Soignez les conversions de volumes et le facteur de dilution dans le titrage, tracez proprement les tangentes et justifiez chaque lecture graphique. Dans les questions de mécanisme, vérifiez votre tracé grâce aux charges de l'intermédiaire. Le corrigé détaillé reprend chaque question avec la méthode, les calculs et les erreurs à éviter.