Exercice n°1

On veut mesurer le pouvoir rotatoire spécifique, a₀, d’une substance inconnue. On a rempli un tube polarimétrique de 20 cm de long d’une solution à c= 50 g.L^-1 de cette substance. A l’aide d’un polarimètre de Laurent, on a pu mesurer un pouvoir rotatoire a = -9.2 °.

1. Faire un schéma du polarimètre de Laurent.

2. Cette substance est-elle dextrogyre ou lévogyre ?

3. Déterminer le pouvoir rotatoire spécifique de cette substance.

4. Quelle serait la concentration d’une solution de cette même substance dont le pouvoir rotatoire serait

a’ = - 14.8 °.

Corrigé

Exercice n°2

On remplit un tube polarimétrique de longueur d= 22 cm d’une solution composée de fructose et de glucose dissous dans de l’eau distillée. La masse d’un litre de cette solution est de 1170 g.

On donne les pouvoirs rotatoires spécifiques du glucose et du fructose :

a_{0 fructose} = - 90°.dm^-1.Kg^-1.L a_{0 glucose} = 52°.dm^-1.Kg^-1.L

La mesure du pouvoir rotatoire de la solution est a = - 11.8°.

1. Quelle est la concentration globale de soluté dans cette solution en Kg.L^-1.

2. Donner la loi de Biot pour une solution contenant deux solutés.

3. Le fructose est-il dextrogyre ou lévogyre ?

4. Déterminer les concentrations C₁ de fructose et C₂ de glucose de cette solution.

Corrigé

Exercice n°3

1. Donner l’expression de la loi de Biot, expliciter tous ses termes.

2. Compléter le tableau suivant. Les mesures sont effectuées avec la même substance et dans les mêmes conditions opératoires.

C (g.L^-1)	40
L = 20 cm	a = 4.92 °	a = 3.69 °
L = 10 cm			a = 3.08 °

3. Déterminer le pouvoir rotatoire spécifique de cette substance et le donner dans les unités du système international.

4. Les vibrations issues du polariseur font un angle b= 6.0° avec la ligne neutre verticale de la lame demi-onde. L’analyseur est perpendiculaire à cette ligne neutre. Déterminer le pourcentage de lumière transmise par l’analyseur, dans ces conditions, lorsque la cuve est vide.

Corrigé

Exercice n°4

Le saccharose fait tourner la tête de la lumière (BTS AB 2007)

La précision des tests effectués par un appareil d’analyses biologiques ne peut tolérer un écart de plus ou moins 2% pour la concentration en saccharose d’un échantillon de référence.

Ayant des doutes quant à la concentration de l’échantillon de saccharose utilisé par l’appareil d’analyses biologiques, qui devrait être de 200 g.L^-1, le technicien décide de vérifier la concentration de cet échantillon à l’aide d’un polarimètre.

Il introduit dans un tube polarimétrique de longueur 2.0 dm, des solutions de saccharose qu’il a fabriquées avec précision et mesure alors les pouvoirs rotatoires de ces solutions :

C (g.L^-1)	300	150	100	75.0	60.0
a (°)	40.2	19.8	13.4	10.0	8.20

On désire connaître le pouvoir rotatoire spécifique du saccharose.

1. Tracer la courbe a = f(C).

2. Utiliser cette courbe pour déterminer le pouvoir rotatoire spécifique du saccharose.

Le technicien cherche à déterminer la concentration de l’échantillon suspect.

3. Donner un encadrement de la concentration de l’échantillon de saccharose utilisé afin qu’elle soit tolérée par l’appareil.

4. Le technicien introduit l’échantillon suspect dans l’appareil et mesure un pouvoir rotatoire

a = 27.8°. Déterminer par le calcul la concentration de l’échantillon et vérifier graphiquement ce résultat.

5. La concentration mesurée est-elle dans l’encadrement toléré ? Peut-on garder l’échantillon de saccharose en question pour la poursuite des analyses ?

Corrigé

Exercice n°5

On dispose de deux polaroïds et d’une cuve polarimétrique de longueur l = 20 cm.

Les deux polaroïds sont « croisés ». On introduit dans la cuve une solution d’acide 2-hydroxypropanoïque et l’écran situé après le second polaroïd est à nouveau éclairé. Cette solution n’est composée que d’un seul énantiomère optiquement actif de cet acide.

Afin de rétablir l’extinction, il faut tourner le second polaroïd d’un angle a = 5.00°.

1. Quels noms donne-t-on habituellement aux deux polaroïds ?

2. Déterminer le pourcentage de lumière transmise par le second polaroïd avant qu’on rétablisse l’extinction.

Afin de déterminer le pouvoir rotatoire spécifique de cet acide on réalise une série de mesures :

C (g.L^-1)	0	20.0	50.0	90.0	100	130	180
a (°)	0	0.756	1.89	3.40	3.78	4.91	6.80

3. Déterminer le pouvoir rotatoire spécifique de cet acide et l’exprimer dans les unités du système international.

4. Calculer la concentration de cet acide lorsque a = 5.00°. Vérifier graphiquement ce résultat.

5. On réalise un mélange de l’énantiomère dextrogyre (concentration C_D) de cet acide avec de l’énantiomère lévogyre (concentration C_L). Les concentrations sont C_D = 100 g.L^-1 et C_L = 70 g.L^-1. On en remplit la cuve polarimétrique ci-dessus. Quel est le pouvoir rotatoire de ce mélange ?