Brevet 2017 Amérique du Nord : l'aspirine en physique-chimie

La partie de physique-chimie de ce sujet, notée sur 25 points pour 30 minutes, s'inscrit dans la thématique commune de l'épreuve, la santé. Elle part d'un médicament très courant, l'aspirine, dont la formule est C9H8O4. Trois questions s'appuient sur une formule chimique, un schéma du système digestif et une carte mentale sur la solubilité.

Question 1 : lire une formule chimique

Il faut indiquer le nombre d'atomes d'oxygène dans la molécule d'aspirine. Le chiffre écrit en bas à droite d'un symbole donne le nombre d'atomes de cet élément : la molécule contient 9 atomes de carbone, 8 atomes d'hydrogène et 4 atomes d'oxygène. La réponse attendue est donc 4 atomes d'oxygène.

Question 2 : proposer un protocole expérimental

Une gélule gastrorésistante doit traverser l'estomac sans se dissoudre. Le document 1 indique que le pH de l'estomac vaut 2 : c'est un milieu acide. Le protocole consiste à préparer une solution acide de pH 2, vérifiée au pH-mètre ou au papier pH, à y plonger la gélule, à attendre quelques minutes en agitant, puis à observer. Si la gélule reste intacte, elle résiste à l'acidité gastrique. Le piège classique est de plonger la gélule dans de l'eau : cela ne reproduit pas le milieu de l'estomac et ne prouve rien.

Question 3 : exploiter la solubilité

Le comprimé contient 500 mg d'aspirine, soit 0,5 g. Le document 2 donne la solubilité de l'aspirine dans l'eau : 2,5 g/L à 15 °C, 4,6 g/L à 25 °C et 10 g/L à 37 °C. Le sujet ne précise pas la température de l'eau : il faut en choisir une et l'écrire. À 25 °C, le volume minimal vaut 0,5 ÷ 4,6 × 1 L, soit environ 0,11 L, c'est-à-dire 110 mL. À 15 °C, il faut 0,2 L, soit 200 mL. Ces volumes correspondent à un verre, ce qui justifie le conseil du « grand verre d'eau ».

Pièges et conseils

L'erreur la plus fréquente à la question 3 est de diviser 500 par 4,6 sans convertir : la solubilité est en grammes par litre, la masse doit donc être en grammes. Pour le protocole, rédige des étapes numérotées avec des verbes à l'infinitif, nomme le matériel et termine par l'observation attendue et ce qu'elle prouve. Enfin, n'oublie pas de commenter le résultat quand la consigne le demande : une valeur seule ne rapporte pas tous les points.