Nouveau programme de première ST2S Chimie et santé 2 pôles Physique et santé

Les niveaux taxonomiques l’élève en a entendu parler et sait où trouver l’information (non évalué) l’élève sait en parler (savoir maîtrisé) l’élève sait faire (maîtriser un savoir faire) l’élève maîtrise la méthode (démarche ou raisonnement) 1 2 3 4

Chimie Les molécules organiques dans le domaine de la santé Introduction aux acides et aux bases Antiseptiques et désinfectants

LES MOLÉCULES ORGANIQUES DANS LE DOMAINE DE LA SANTÉ

Le lait et ses constituants Étude de quelques groupes caractéristiques en chimie organique Quelques notions sur les glucides

Le lait et ses constituants Niveau Principaux constituants du lait : eau, glucides, lipides, protéines, vitamines, ions minéraux 2 Réalisation de tests de reconnaissance de quelques espèces présentes dans le lait 3

Le lait et ses constituants Principaux constituants du lait

Le lait et ses constituants Réalisation de tests de reconnaissance de quelques espèces présentes dans le lait Tests sur le petit lait Tests sur le lait Ions potassium Ions calcium Ions phosphate Ions magnésium Ions chlorure Glucides Protéines

Étude de quelques groupes caractéristiques en chimie organique - Niveau Rappels sur la structure électronique des atomes C, H, O, N ; règles du duet et de l’octet pour C, H, O et N 3 Introduction aux chaînes carbonées avec les alcanes Groupes caractéristiques : alcools; dérivés carbonylés; acides carboxyliques; amines primaires

Étude de quelques groupes caractéristiques en chimie organique Rappels sur la structure électronique des atomes C, H, O, N ; règles du duet et de l’octet pour C, H, O et N Introduction aux chaînes carbonées avec les alcanes : structure succincte et nomenclature Exemple: utilisation du logiciel « alcawin »

Étude de quelques groupes caractéristiques en chimie organique Groupes caractéristiques: alcools (primaire, secondaire, tertiaire) ; dérivés carbonylés (aldéhyde, cétone) ; acides carboxyliques ; amines primaires On utilise des modèles moléculaires et/ou des logiciels de visualisation. Exemple: ChemSketch http://www.acdlabs.com/download/chemsk.html

Étude de quelques groupes caractéristiques en chimie organique Fonction acide carboxylique Fonction amine primaire Fonction alcool primaire Menthol

Vitamine C: acide ascorbique Étude de quelques groupes caractéristiques en chimie organique Fonction alcool secondaire Fonction alcool primaire Vitamine C: acide ascorbique

Quelques notions sur les glucides Niveau Classement succinct des glucides 1 Reconnaissance des groupes caractéristiques dans les modèles moléculaires de quelques glucides simples 2 Transformations enzymatique et en milieu acide du lactose ; reconnaissance des fonctions alcool primaire, secondaire et aldéhyde dans la formule d'un sucre réducteur (glucose ou galactose) 4 Solubilité dans l'eau des glucides Liaisons polarisées et polarité de la molécule d’eau Différenciation expérimentale des aldéhydes et des cétones Aspect énergétique des transformations chimiques

Quelques notions sur les glucides Classement succinct des glucides OSES OSIDES Hétérosides Holosides Oligoholosides Polyholosides

Quelques notions sur les glucides Reconnaissance des groupes caractéristiques dans les modèles moléculaires de quelques glucides simples Fonction aldéhyde Fonctions alcool secondaire Exemple:le D-glucose Fonction alcool primaire

Quelques notions sur les glucides Transformations enzymatique et en milieu acide du lactose. Solubilité dans l'eau des glucides : concentrations molaire et massique en espèce apportée, solution saturée.

Quelques notions sur les glucides Préparation d’une solution par dissolution d’un solide et par dilution d’une solution mère Exemple: Utilisation des animations flash de l’académie d’Aix Marseille pour rappeler les acquis de seconde

Quelques notions sur les glucides Liaisons polarisées et polarité de la molécule d’eau ; notion sur la liaison hydrogène.

Quelques notions sur les glucides Différenciation expérimentale des aldéhydes et des cétones. Acétaldéhyde http://www.inrs.fr/

Quelques notions sur les glucides Aspect énergétique des transformations chimiques : - intérêt énergétique des sucres ; - réactions de dégradation de composés organiques.

Modifications du programme: Ajouts: alcanes à 6 atomes de carbone au lieu de 4 amines primaires concentrations molaire et massique en espèce apportée, solution saturée. aspect énergétique des transformations chimiques. Suppressions: les éléments dans le corps humain oxydation des alcools ion diamineargent(I) pour caractérisation des aldéhydes

INTRODUCTION AUX ACIDES ET AUX BASES

Définitions Présentation des acides et des bases

Définitions 3 · Définition et notation d’une concentration 2 Niveau ·  Définition et notation d’une concentration 3 ·   [H3O+] = 10 –pH 2 ·   Mesure du pH à l'aide d'un pH-mètre ·   Produit ionique de l’eau à 25°C ·   Solutions acide, basique, neutre ·   Notions d’acides et de bases, forts et faibles  4

Définitions Définition et notation d’une concentration (C en espèce apportée et [X] pour X en solution aqueuse) [H3O+] = 10 –pH Mesure du pH à l'aide d'un pH-mètre Produit ionique de l’eau à 25°C

Acide lactique C=1,0.10-2mol.L-1 Acide chlorhydrique C=1,0.10-2mol.L-1 Définitions Solutions acide, neutre, basique 0<pH<7 7<pH<14 pH=7 pH 7 14 Notions d’acides et de bases, forts et faibles  Acide fort Acide lactique C=1,0.10-2mol.L-1 Acide chlorhydrique C=1,0.10-2mol.L-1 Acide fort Acide faible

Présentation des acides et des bases Niveau Théorie de Brönsted : acide, base et couple acido-basique 2 Exemples de couples Réalisation de solutions acides et basiques de concentrations connues à partir d’une solution mère et mesures de pH 4 Influence qualitative de la dilution sur le pH

CH3-CHOH-COOH + H2O = CH3-CHOH-COO- + H3O+ Présentation des acides et des bases Théorie de Brönsted : acide, base et couple acido-basique Acide + H2O = Base + H3O+ Exemples de couples Acide lactique: CH3-CHOH-COOH + H2O = CH3-CHOH-COO- + H3O+

Présentation des acides et des bases Réalisation de solutions acides et basiques de concentrations connues à partir d’une solution mère et mesures de pH

Solution d’acide lactique Présentation des acides et des bases Influence qualitative de la dilution sur le pH Solution d’acide lactique C=1,0.10-1mol.L-1 C=1,0.10-2mol.L-1 C=1,0.10-3mol.L-1

Solution d’eau de javel Présentation des acides et des bases Influence qualitative de la dilution sur le pH Solution d’eau de javel 12°chl 1,2°chl 0,12°chl

Modifications du programme: Ajouts: Notation [X] pour concentration de X en solution aqueuse [H3O+]=10-pH Produit ionique de l’eau Notions d’acides et de bases forts et faibles Théorie de Brönsted. On écrit de préférence les demi- équations avec un signe égal. Exemples de couples acides/bases. Réalisation de solutions acides et basiques de concentrations connues à partir d’une solution mère et mesures de pH. Influence qualitative de la dilution sur le pH. Suppression: Biomatériaux: équation bilan d’une estérification et polymérisation de l’acide lactique

ANTISEPTIQUES ET DESINFECTANTS

Quelques antiseptiques et désinfectants usuels ; leurs usages Oxydoréduction en solution aqueuse Action d’antiseptiques et désinfectants usuels Notions succinctes de cinétique réactionnelle

Quelques antiseptiques et désinfectants courants ; leurs usages Niveau Principes actifs des antiseptiques et désinfectants usuels : ClO-, H2O2, I2, MnO4- 2 Usages des antiseptiques et désinfectants courants et précautions pour leur conservation et leur utilisation ; toxicité

L’eau oxygénée H2O2

La solution de Dakin ClO- MnO4-

La solution de diiode Diiode : I2

Un désinfectant : l’eau de Javel Hypochlorite : ClO -

Oxydoréduction en solution aqueuse Niveau Introduction expérimentale du modèle par transfert d’électrons 2 Exemples de réactions entre un métal et un ion métallique Réactivité du zinc, du fer, et du cuivre avec une solution diluée d’acide chlorhydrique Définition des termes : oxydant et réducteur, oxydation et réduction Première notion de couple redox Ecrire la demi-équation des couples Mn+/M et H+/H2 3

Introduction expérimentale : notion de transfert d’électrons Cu Fe2+ Cu2+ Fe Cu2+ + 2 e- = Cu Fe = Fe2+ + 2 e- _________________________________ Cu2+ + Fe  Cu + Fe2+ Réaction entre un métal et un ion métallique

Réactivité de métaux avec une solution diluée d’acide chlorhydrique Zn Mise en évidence des produits de la réaction : Dégagement gazeux : dihydrogène Solution surnageante : ions Zn2+

Action oxydante d’antiseptiques et de désinfectants usuels Niveau Equations d’oxydoréduction mettant en jeu les antiseptiques et désinfectants usuels, les demi-équations étant données 4 Application et sécurité : eau de Javel en présence de solutions acides eau oxygénée concentrée 2

Action de l’eau de Javel sur les ions iodure : Equations d’oxydoréduction mettant en jeu les antiseptiques et désinfectants usuels Exemples : Action de l’eau de Javel sur les ions iodure : Diiode I2 Eau de Javel (ClO-) Iodure I-

Applications et sécurité Danger du mélange Eau de Javel + acide : couples ClO- /Cl2 et Cl2/Cl- Manipulation de l’eau oxygénée concentrée :

Notions succinctes de cinétique réactionnelle Niveau Facteurs qui influencent l’avancement d’une réaction chimique (température, concentration initiale) 2 Définition d’un catalyseur Différents types de catalyse : catalyse homogène, catalyse hétérogène, catalyse enzymatique

Les types de catalyse Catalyse homogène Eau oxygénée Ions Fe3+ Dégagement gazeux : dioxygène Eau oxygénée Ions Fe3+

Catalyse hétérogène morceau de platine Dégagement de dioxygène autour du morceau de platine Eau oxygénée H2O2

Catalyse enzymatique Bactéries produisant de la catalase Dégagement de dioxygène Bactéries produisant de la catalase

Modifications du programme Ajouts Écriture des équations d’oxydoréduction mettant en jeu les antiseptiques et désinfectants usuels (transfert de la classe de Terminale) Notions de cinétique réactionnelle Suppressions L’acide sulfurique pour la réactivité avec les métaux Notion de classement des couples