Chimie, le diabète. Bac ST2S Métropole 09 /2025.

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Le diabète
Exercice 1 : Dépistage et traitement du diabète
(10 points)
Dans le cadre du dépistage d’un diabète, un patient se voit prescrire une analyse de sang pour déterminer la concentration de glucose (aussi appelée glycémie) lorsqu’il est à jeun.
Une des techniques de dosage repose sur une méthode spectrophotométrique.
Cette méthode utilise un réactif qui contient de l’ortho-dianisidine et deux enzymes, dont l’action sur le glucose après chauffage forme un produit coloré. Un dosage spectrophotométrique peut donc être effectué.
On prépare avec cette méthode, une solution mère S0 de concentration initiale en masse de glucose égale à 0,50 g∙L-1.
Des solutions étalons de volume V = 25 mL sont obtenues par dilution de cette solution mère.
On mesure leur absorbance A à une longueur d’onde appropriée.
S1 : 10 mg/ L ; A = 0,125.
S2 : 25 mg / L ; A = 0,352.
S3 : 40 mg / L ; A = 0,512.
On souhaite préparer la solution S3 à partir de la solution mère S0.
1. Calculer le volume de solution mère S0 à prélever.
Facteur de dilution : 500 / 40 = 12,5.
Volume de solution mère à prélever : 25 / 12,5 = 2,0 mL.
2. À partir du matériel disponible listé ci-dessous, choisir le matériel adapté pour préparer la solution S3.
Pipette jaugée de 2,0 mL et fiole jaugée de 25,0 mL.
3. Tracer la courbe d’étalonnage représentant l’absorbance A des solutions étalons en fonction de leur concentration en masse C de glucose.

4. À partir de la courbe d’étalonnage, conclure sur la relation entre l’absorbance A de la solution de glucose et la concentration en masse de glucose.
Absorbance et concentration sont proportionnelles.
En appliquant le même protocole, on mesure l’absorbance de l’échantillon de sang dilué 50 fois : A sang dilué = 0,39.
5. Déterminer la concentration en masse en glucose Csang dilué dans l’échantillon de sang dilué.
C = 0,39  / 0,0129 ~30 mg / L.
  6. En déduire que la concentration en masse en glucose Csang dans l’échantillon de sang prélevé est proche de 1,5 g∙L-1. Conclure quant à la glycémie à jeun de ce patient.
30 x 50 = 1500 mg /L = 1,,5 g / L.
Cette valeur est supérieure à 1,10 g / L : hyperglycémie.
7. Définir un nanomédicament et préciser l’ordre de grandeur de ses dimensions.
Association d'un principe actif avec un nanovecteur.Taille : de 1 à 100 nm.
8. Développer les avancées que constitue l’usage de nanomédicaments dans le traitement du diabète.
Leur taille est proche de nombreuses substances biologiques. Les interactions entre nanomédicaments et substances biologiques sont favorisées.

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Exercice 2 : La coronarographie (10 points)
Un patient qui présente un début de diabète ressent une douleur thoracique. Il est nécessaire alors de pratiquer une coronarographie.
La coronarographie est une méthode radiographique par rayons X visualisant les artères du coeur appelées coronaires grâce à un produit de contraste radio-opaque à base d’iode.
1. Définir le terme « produit de contraste radio-opaque » et préciser son utilité.
Un agent de contraste radio-opaque absorbe les rayons X et apparaît en blanc sur les radiographies : cela permet de distinguer les vaisseaux sanguins et d'éventuelles anomalies.
Le iopamidol, de formule brute C17H22I3N3O8, est un produit de contraste iodé utilisé pour la coronarographie.
Sa formule est donnée ci-dessous :

2. Vérifier que la masse molaire moléculaire du iopamidol est de 777 g·mol-1.
M = 17 *12 +22 +127 *3 +14 *3 +16 *8 =777 g·mol-1.
3. Indiquer, en justifiant, les atomes qui contribuent à rendre le iopamidol radio-opaque.
Le coeur contient principalement les éléments hydrogène H, carbone C, azote N et oxygène O.
Les atomes d'iode contribuent à rendre  le iopamidol radio-opaque.
4. Le iopamidol a été injecté dans les artères du patient. Expliquer si les artères devraient être perçues plus sombres ou plus claires que le coeur sur le cliché.
Le iopamidol est injecté dans les artères ; celles-ci paraissent claires sur le négatif et sombres sur l'image finale ( hliché)  noir et blanc. Donc conformité avec le cliché.

La relation entre la longueur d’onde l, la fréquence n et la vitesse c d’une onde électromagnétique est : l = c / n.
Pour réaliser la coronarographie, on utilise des ondes électromagnétiques dont les longueurs d’onde dans l’air ont des valeurs comprises entre l1 = 10 pm et l2 = 100 pm.
5. Calculer en Hz les valeurs n1 et n2 respectives des fréquences associées aux rayonnement de longueur d’onde l1 et l2.
n1=3,0 108 / (10 *10-12)=3,0 1019 Hz.
n2=3,0 108 / (100 *10-12)=3,0 1018 Hz.
6. Sur l’échelle des fréquences ci-dessous, attribuer le numéro correspondant au domaine des rayons X utilisés dans cette coronarographie.

Numéro 4 : RX.
Le produit de contraste est éliminé dans l’urine des patients. Afin de limiter les rejets de iopamidol dans le milieu naturel, un établissement de santé traite ses eaux usées. Le produit de contraste est dégradé sous l’effet d’un rayonnement ultraviolet.
7. Attribuer le numéro correspondant au domaine des rayons ultraviolets sur l’échelle des fréquences ci-dessus.
Numéro 2 : U V.
La concentration initiale en iopamidol dans les eaux usées est c0 = 10 × 10-6 mol·L-1.
On souhaite ne pas dépasser une concentration en masse cm = 2,0 × 10-3 g·L-1
8. En explicitant la démarche, déterminer la durée minimale de l’exposition aux U.V.
cm = 2,0 × 10-3 / 777~2,6 10-6 mol / L =2,6 µmol / L.





  
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