EXERCICES
141
Citons ici l’exemple bien décrit des ions sodium et potassium : la plupart des
cellules vivantes sont caractérisées par des concentrations internes en ions potassium 10 à 20 fois plus élevées que dans le milieu extérieur et des concentrations
en ions sodium 10 à 20 fois plus faibles que dans le milieu extérieur. D’autre
part il a été montré que les membranes autorisent les échanges avec le milieu
extérieur.
Le mécanisme qui autorise une telle situation est l’existence d’un enzyme appelé ATPase qui catalyse la réaction de d’hydrolyse de l’ATP en ADP. Pour une
molécule d’ATP hydrolysée, trois ions sodium sont excrétés et deux ions potassium sont transférés de l’extérieur vers l’intérieur ; ces ions interviennent bien
sûr dans le fonctionnement de l’enzyme. C’est le transport de l’ATPase à travers
la membrane qui assure le transport des ions.
EXERCICES
5.1 Élimination du monoxyde de carbone des effluents gazeux
(Centrale MP 2007) (##)
Le monoxyde de carbone est un gaz invisible, inodore mais très toxique : il est en effet
susceptible de former un complexe avec l’hémoglobine du sang, empêchant ainsi la
fixation et le transport du dioxygène par les globules rouges, ce qui peut provoquer
la mort par asphyxie des différents organes. Il convient donc de contrôler le taux de
CO des rejets et, le cas échéant, de l’éliminer. On envisage l’équilibre (1) en phase
gazeuse :
CO + H 2 O
=
CO 2 + H 2 .
1. La constante d’équilibre de cette réaction diminue de 0,36% quand la température
augmente de 1100 K à 1101 K. En déduire l’enthalpie standard de cette réaction à
1100 K.
2. Comparer ce résultat à la valeur obtenue en utilisant les données thermodynamiques fournies. Commenter.
3. On se place à 1500 K et 1,0 bar. Le taux de dissociation de la vapeur d’eau en dihydrogène et dioxygène est de 2, 21.10 −4 . Quant au taux de dissociation du dioxyde
de carbone en monoxyde de carbone et dioxygène dans les mêmes conditions (pression de 1 bar et température de 1500 K), il vaut 4, 8.10 −4 (le taux de dissociation est
égal à la quantité de matière dissociée divisée par la quantité de matière initiale).
Écrire ces réactions de dissociation - réactions (2) et (3) - puis calculer leur constante
d’équilibre.
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Citons ici l’exemple bien décrit des ions sodium et potassium : la plupart des
cellules vivantes sont caractérisées par des concentrations internes en ions potassium 10 à 20 fois plus élevées que dans le milieu extérieur et des concentrations
en ions sodium 10 à 20 fois plus faibles que dans le milieu extérieur. D’autre
part il a été montré que les membranes autorisent les échanges avec le milieu
extérieur.
Le mécanisme qui autorise une telle situation est l’existence d’un enzyme appelé ATPase qui catalyse la réaction de d’hydrolyse de l’ATP en ADP. Pour une
molécule d’ATP hydrolysée, trois ions sodium sont excrétés et deux ions potassium sont transférés de l’extérieur vers l’intérieur ; ces ions interviennent bien
sûr dans le fonctionnement de l’enzyme. C’est le transport de l’ATPase à travers
la membrane qui assure le transport des ions.
EXERCICES
5.1 Élimination du monoxyde de carbone des effluents gazeux
(Centrale MP 2007) (##)
Le monoxyde de carbone est un gaz invisible, inodore mais très toxique : il est en effet
susceptible de former un complexe avec l’hémoglobine du sang, empêchant ainsi la
fixation et le transport du dioxygène par les globules rouges, ce qui peut provoquer
la mort par asphyxie des différents organes. Il convient donc de contrôler le taux de
CO des rejets et, le cas échéant, de l’éliminer. On envisage l’équilibre (1) en phase
gazeuse :
CO + H 2 O
=
CO 2 + H 2 .
1. La constante d’équilibre de cette réaction diminue de 0,36% quand la température
augmente de 1100 K à 1101 K. En déduire l’enthalpie standard de cette réaction à
1100 K.
2. Comparer ce résultat à la valeur obtenue en utilisant les données thermodynamiques fournies. Commenter.
3. On se place à 1500 K et 1,0 bar. Le taux de dissociation de la vapeur d’eau en dihydrogène et dioxygène est de 2, 21.10 −4 . Quant au taux de dissociation du dioxyde
de carbone en monoxyde de carbone et dioxygène dans les mêmes conditions (pression de 1 bar et température de 1500 K), il vaut 4, 8.10 −4 (le taux de dissociation est
égal à la quantité de matière dissociée divisée par la quantité de matière initiale).
Écrire ces réactions de dissociation - réactions (2) et (3) - puis calculer leur constante
d’équilibre.