Ii – Étalonnage du spectrophotomètre








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Bac blanc Physique-Chimie Terminale S

Bac blanc de Physique et Chimie

Enseignement obligatoire

Exercices (80,5 points ; 15 heures)
Exercice I : fermentation dans le vin (6,5 points)

« Le vin est une boisson provenant exclusivement de la fermentation du raisin frais ou du jus de raisin frais ».

Telle est la définition légale du vin mais derrière le terme « fermentation » se cachent des transformations que les chimistes ont mis des années à découvrir.
Dans les années 1960, on commença à s'intéresser à une autre fermentation qui se produit généralement après la fermentation alcoolique et à laquelle on n'attachait pas trop d'importance jusqu'alors car on pensait qu'il s'agissait d'un achèvement de la fermentation alcoolique.

Il s'agit de la fermentation malolactique qui consiste en une transformation totale de l'acide malique présent dans le jus de raisin en acide lactique sous l'action de bactéries.
Cette fermentation, longtemps ignorée, a une influence reconnue sur la qualité gustative de certains vins à condition de la conduire convenablement. .
Les techniques actuelles de suivi de ces fermentations se font par dosage enzymatique ; elles consistent essentiellement à doser l'alcool contenu dans le vin.
Principe du dosage :
Étape 1 : On effectue une distillation du vin de telle façon que l'on recueille une solution incolore contenant tout l'éthanol présent dans le vin.
Étape 2: L'éthanol est oxydé par la nicotinamide-adénine-dinucléotide (NAD+) dans une réaction catalysée par une enzyme spécifique. La réaction produit de la nicotinamide-adénine-dinucléotide réduite (NADH) en quantité de matière égale à celle de l'éthanol dosé selon l'équation :
CH3CH2OH + NAD+ = CH3CHO + NADH + H+ (1).
Étape 3 : On mesure l'absorbance de la NADH par spectrophotométrie à la longueur d'onde de 340 nm lors du dosage.
A – Première partie : Détermination du degré alcoolique d'un vin
« On appelle degré alcoolique d'une boisson alcoolisée, le volume (exprimé en mL) d'éthanol contenu dans 100 mL de cette boisson, les volumes étant mesurés à 20°C. »

On l'exprime en % vol.

I – Questions préliminaires



1. Montrer que la réaction (1) est bien une réaction d'oxydo-réduction en faisant
apparaître le transfert d'électrons entre les deux couples donnés.

Couples d'oxydo-réduction: CH3CHO / CH3CH2OH NAD+ / NADH
2. Quel est le rôle du catalyseur ?

II – Étalonnage du spectrophotomètre



On réalise une gamme de quatre solutions étalons; chaque solution étalon contient :
- NAD+ en excès,

- Le catalyseur,

- Une solution de concentration massique connue en éthanol.
On mesure l'absorbance de chaque solution étalon et on obtient les résultats suivants :


Solution étalon

S1

S2

S3

S4

Concentration massique Cm

en éthanol en mg.L-1

50

100

200

300

Absorbance : A

0,08

0,16

0,32

0,48




  1. Lors du réglage initial, quelle valeur doit-on donner à l'absorbance de la solution de référence avant toute mesure ?




  1. Tracer la courbe A en fonction de la concentration massique.




  1. Montrer que la représentation graphique est en accord avec la loi de Beer-Lambert A = kCm. Déterminer la valeur de k en L.mg–1.



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