Sujet 0 S 2013
LA CHAPTALISATION
Cet
exercice se propose d’étudier le procédé de chaptalisation décrit par Jean-Antoine
Chaptal (1756-1832)
dans son essai L’art de faire, de gouverner et de
perfectionner les vins.
1) Fermentation alcoolique du glucose
|
En
1801, Jean-Antoine Chaptal écrit : « Le principe sucré existe dans
le moût* et en fait un des principaux caractères, il disparoît
par la fermentation et est remplacé par l’alcool qui caractérise
essentiellement le vin. » Le sucre mentionné est du glucose contenu dans
le jus de raisin, de formule brute C6H12O6 qui,
sous l’action des levures de la peau du raisin, se transforme en éthanol.
Cette réaction, dite fermentation alcoolique, produit également du dioxyde de
carbone. * Le moût
désigne la mixture obtenue après pression ou cuisson de fruits ou d'autres
produits destinés à la fermentation. |
1-1)
Représenter la formule topologique de l’éthanol de formule brute C2H6O.
1-2)
Quelle est la classe de l’éthanol ?
1-3)
Écrire l’équation de la réaction de formation de l’éthanol lors de la
fermentation alcoolique du glucose.
2) Fermentation alcoolique du saccharose
|
Plus
loin, Chaptal précise : « Comme le but et l’effet de la
fermentation spiritueuse se réduisent à produire de l’alcool, en décomposant
le principe sucré, il s’ensuit que la formation de l’un est toujours en
proportion de la destruction de l’autre […] c’est pour cela qu’on augmente à
volonté la quantité d’alcool, en ajoutant du sucre au moût qui paroît en manquer. » Cette méthode d’ajout de sucre a
gardé son nom, la chaptalisation ; elle est utilisée depuis la fin du
XVIIIe siècle. |
Le sucre
utilisé pour la chaptalisation est le saccharose de formule de brute C12H22O11.
L’équation de la réaction de transformation du saccharose en éthanol
s’écrit :
C12H22O11
+ H2O ® 4 C2H6O + 4 CO2
On
appelle degré alcoolique d’un vin d°,
le volume V (exprimé en mL) d'éthanol pur présent dans 100 mL
de ce vin. Par exemple, lorsque d° =
7, cela veut dire que dans 100 mL de vin, il y a
7 mL d’éthanol pur.
On
s’intéresse à la quantité de saccharose à ajouter pour augmenter le degré
alcoolique d’un vin.
Données :
Ø
Masse volumique de l’éthanol r = 0,79 g.mL-1 ;
Ø
Masses molaires moléculaires :
M(éthanol) = 46 g.mol-1 ;
M ( saccharose)
= 342 g.mol-1 ; M (glucose)
= 180 g.mol-1 .
2-1) En
considérant la fermentation alcoolique à partir du saccharose comme une réaction
totale, quelle est la relation liant la quantité de matière de saccharose
initiale notée nsaccharose
à la quantité de matière finale d’éthanol obtenue notée néthanol?
2-2)
Montrer que la quantité de matière d’éthanol correspondant à l’augmentation
d’un degré alcoolique d’un litre de vin est égale à 1,7×10-1 mol. En
déduire la masse théorique de saccharose correspondante.
3) Peut-on chaptaliser le Muscadet ?
Dans
l’appellation muscadet, la chaptalisation est autorisée si la teneur en glucose
du moût est inférieure à
161 g.L-1. Pour savoir s’il est possible
légalement d’ajouter du saccharose dans le moût de ce vin, il est nécessaire de
doser le glucose qu’il contient.
Principe du dosage : On oxyde, à chaud et
en milieu basique, le glucose par l'acide 3,5-dinitrosalycilique (DNS),
espèce chimique incolore. Cette réaction produit l'acide 3-amino-5-nitrosalicylique qui est un composé rouge. Une fois la
réaction avec le DNS terminée, l’acide 3-amino-5-nitrosalicylique formé est dosé par spectrophotométrie
visible. Cette réaction étant totale et le DNS étant en excès, la quantité
d’acide formé est proportionnelle à la quantité de glucose oxydé.
Protocole du dosage :
Étape
1 :
à partir d’une solution mère de glucose de concentration molaire Cglucose
= 1,0×10-2 mol.L-1 et d’une
solution contenant le DNS, un groupe d’élèves prépare cinq solutions dont ils
mesurent les absorbances, une fois la réaction d’oxydation achevée. Les volumes
utilisés pour préparer ces solutions et les valeurs des absorbances mesurées
sont indiqués dans le tableau ci-dessous.
|
Solution
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Volume
de la solution mère (mL) |
0 |
0,30 |
0,60 |
0,90 |
1,20 |
|
Volume
du réactif contenant le DNS (mL) |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
|
Volume
d’eau distillée (mL) |
3,0 |
2,7 |
2,4 |
2,1 |
1,8 |
|
Absorbance |
0 |
0,25 |
0,51 |
0,74 |
1,1 |
Étape
2 :
le groupe d’élèves prépare une solution X à partir d’une solution de moût du raisin
Muscadet que l’on a dilué 50 fois. Les volumes utilisés pour préparer cette
solution et la valeur de l’absorbance mesurée sont indiqués dans le tableau
ci-dessous.
|
Solution
|
X |
|
Volume
du moût de raisin dilué (mL) |
0,40 |
|
Volume
du réactif contenant le DNS (mL) |
2,0 |
|
Volume
d’eau distillée (mL) |
2,6 |
|
Absorbance |
0,67 |
Exploitation :
3-1) Pourquoi a-t-on dilué
le moût avant de préparer la solution X ?
3-2) Est-il possible de rajouter
du saccharose dans le moût du raisin de Muscadet dans le respect de la
règlementation ?
On attend pour cette question l’explicitation
détaillée du raisonnement, les calculs et une conclusion.