Polarimétrie BTS bioanalyses et contrôles 2008.

Le miel provient de la transformation, par les abeilles butineuses, du nectar qu'elles prélèvent sur les fleurs. Le nectar est une solution aqueuse très concentrée de saccharose, qui sous l'action de l'invertase, donne du glucose et du fructose. Le saccharose, le glucoe et le fructose sont des substances optiquement actives dont les solutions suivent la loi de Biot. Donner l'expression de la loi de Biot pour une solution de substance optiquement active dans un solvant inactif. Préciser la signification de chaque terme et son unité. La loi de Biot traduit la proportionnalité entre le pouvoir rotatoire d'un milieu et les concentrations en produits optiquement actifs (dextrogyres ou lévogyres) : a = [a]l, T.C.L a (°) angle de rotation du plan de vibration des ondes lumineuses ; [a] : pouvoir rotatoire spécifique ( ° m2 kg-1 ); C: concentration ( kg m-3 ) ; L: longueur (m) de cuve. Le pouvoir rotatoire spécifique du saccharose à 20 °C, pour la raie D du sodium est [a]D20 =+ 0,665° m2 kg-1. Le nectar est-il dextrogyre ou lévogyre ? Justifier. Il existe deux variétés de substances optiquement actives : les substances lévogyres qui font tourner le plan de polarisation vers la gauche et les substances dextrogyres qui font tourner ce plan vers la droite. Par convention, une molécule lévogyre est notée (-), et une molécule dextrogyre est notée (+) Le nectar est dextrogyre. On utilise un polariètre de Laurent pour déterminer le pouvoir rotatoire spécifique du fructose. Des solutions de différentes concentrations sont introduites dans un tube polarilètrique de longueur L= 20,0 cm. On mesure leur pouvoir rotatoire aD20 et on obtient le tableau suivant : concentration kg m-3 0 20 40 60 80 100 aD20 ° 0 -3,68 -7,42 -11,07 -14,68 -18,43 Montrer que ces solutions vérifient la loi de Biot.   Montrer que le pouvoir rotatoir spécifique du fructose est [aF]D20 =-0,920° m2 kg-1. a = [a]l, T.C.L Le coefficient directeur de la droite est égal à : -0,184 = [a]l, T.L avec L = 0,200 m [a]l, T = -0,184 0,200 = -0,920 ° m2 kg-1. Le miel étudié est un mélange contenant notamment 441 g/L de glucose et 540 g/L de fructose. Donner l'expression littérale de la loi de Biot pour ce mélange. a = [aG]l, T.CG.L + [aF]l, T.CF.L . Calculer le pouvoir rotatoire aD20 du miel contenu dans le tube polarimétrique de longueur L= 5,00 cm sachant que le pouvoir rotatoire spécifique du glucose est [aG]D20 = +0,527° m2 kg-1. On admettra que la loi de Biot est encore valable pour ces concentrations. Concentration du glucose : CG= 441 g L-1 =441 kg m-3 ; concentration du fructose : CF= 540 g L-1 =540 kg m-3. L = 5,00 10-2 m a =(0,527 *441 -0,920*540)*5 10-2 = -13,2 °. Conclure sur le caractère dextrogyre ou lévogyre du miel et justifier le terme d'inversion du saccharose associé à la transformation du nectar en miel.  Les substances lévogyres font tourner le plan de polarisation vers la gauche. Par convention, une molécule lévogyre est notée (-). Le miel est lévogyre. L'angle de déviation de la lumière polarisée passe d'une valeur initialement positive ( dans le nectar) à une valeur finale négative ( dans le miel). d'où le nom donné à la réaction : inversion du saccharose.

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