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MPS : Investigation policière

Indice n°2 : Au pied du canapé, un verre vide contenant des traces de poudre blanche et un tube de paracétamol sur la table basse Objectif : Déterminer si la poudre blanche est :

a) du paracétamol comme le laisserait penser la boite de médicament retrouvée à côté du verre pour soulager un

mal de tête b) le médicament révolutionnaire fabriqué par la société de la victime c) un autre produit, peut-être un poison dissimulé dans la boite de paracétamol. Première partie : quelles techniques utiliser ?

L'équipe de scientifiques chargés de l'enquête a le choix entre plusieurs techniques pour identifier les espèces

chimiques présentes dans la poudre blanche : - La spectroscopie infra-rouge (IR) - La chromatographie sur couche mince - La spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN)

1. En réalisant une recherche documentaire, complétez le tableau ci-dessous.

Pour cela, voici une banque de documents sur différentes techniques d'analyse des espèces chimiques :

- le site interactif de Montréal : http://www.centredessciencesdemontreal.com/static/autopsie/flash.htm

- animation : http://www.youtube.com/watch?v=K7vIdgbIonw&feature=related - vidéos :

Nom de la techniquePrincipe de la

techniqueCoût élevé ou faible ?Durée ?Accessible pour des

élèves de Seconde ?

2. A votre avis, quelles techniques allez-vous utiliser ? Pourquoi ?

Deuxième partie : CCM de plusieurs médicaments et de la poudre blanche

Nous allons réaliser la chromatographie sur couche mince (CCM) d'une poudre " X » retrouvée sur les lieux du crime.

La CCM nécessite une phase fixe (plaque d'alumine recouverte de gel de silice) sur laquelle on a déposé les espèces

chimiques à identifier, et une phase mobile (l'éluant : liquide qui va entraîner les espèces chimiques avec lui). L'éluant

est de l'acétate d'éthyle, un solvant organique. Au laboratoire on dispose de trois échantillons : - La poudre blanche retrouvée sur les lieux du crime, notée X - Du paracétamol pur (principe actif des antidouleur), noté P - Le médicament fabriqué par la société de la victime, noté M A partir des recherches effectuées pour la partie 1 de ce TP :

1. Rédiger la liste du matériel nécessaire.

2. Rédiger la liste des produits nécessaires.

3. Rédiger votre protocole. Le faire valider par le professeur avant de passer à la manipulation.

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Réalisation d'une CCM

- Préparation de la cuve d'élution : L'atmosphère de la cuve doit être saturée en vapeur d'éluant. Ceci impose d'avoir

une cuve bien fermée et préparée quelques minutes avant d'introduire la plaque. Verser l'éluant dans la cuve (5 à 10

mm de hauteur).

- Plaques de CCM : Ne pas mettre les doigts sur la plaque. La tenir par les côtés. Tracer un léger trait de crayon

parallèle au bord inférieur de la plaque à une distance de 1,5 cm. Les dépôts doivent être effectués sur cette ligne, à

1cm du bord extérieur et espacés régulièrement de 1cm environ.

- Dépôt du mélange : Utiliser quatre micropipettes propres (une pour chaque dépôt). Le diamètre optimal de la

tâche est 2-3 mm. Sécher.

- Élution : Disposer doucement la plaque dans la cuve en la tenant par les côtés. La ligne de dépôt doit être au-

dessus du niveau de l'éluant. Ne surtout pas déplacer la cuve ou de la faire vibrer pendant cette étape. L'éluant va

lentement monter entraînant avec lui les espèces chimiques à différentes vitesses. Quand le front de l'éluant arrive à

1 cm du bord supérieur, retirer doucement la plaque, marquer immédiatement au crayon le niveau atteint par le

front de l'éluant. Sécher la plaque à l'air (ou éventuellement au sèche-cheveux) pour évaporer l'éluant.

- Révélation : Si les constituants ne sont pas colorés, ils ne sont pas directement visibles sur la plaque. Il faut les faire

apparaître soit par méthode chimique (solution oxydante), soit comme dans notre cas, par une méthode physique

(exposition aux UV). Entourer les taches au crayon. Reproduire le chromatogramme obtenu. - Exploitation : Compléter le schéma ci-contre, avant et après élution.

On peut calculer le rapport frontal Rf :

Rf = Distance parcourue par l'espèce chimique / Distance parcourue par l'éluant

Rf = H

hCalculer les rapports frontaux pour l'ensemble des taches obtenues, que vous aurez bien sûr pris soin de numéroter. Conclusion : Quelles informations peut-on déduire de cette CCM ? Troisième partie : identification du composé inconnu retrouvé dans la poudre

Le laboratoire d'analyse chimique contacté pour l'expertise a adressé au lycée le résultat de l'analyse

de l'échantillon sous la forme d'un enregistrement de spectre de masse.

Conscients de la complexité de ce type de document, ils ont eu la présence d'esprit d'en fournir une version

TRES SIMPLIFIEE afin qu'il puisse être exploité par des élèves de seconde. Ainsi, ils n'ont laissé sur

l'enregistrement fourni que le strict nécessaire pour identifier les composés du mélange sans ambiguïté.

En abscisse de ce spectre, on retrouve la masse molaire en g/mol. On repère deux pics représentant

les deux composés de la poudre. De façon générale, la masse molaire moléculaire d'un composé est

directement reliée à sa formule chimique. Connaître la masse molaire moléculaire doit donc permettre

d'identifier la formule chimique de la substance inconnue ....

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La chromatographie sur couche mince a mis en évidence la présence de paracétamol mais aussi d'une

autre substance dans l'échantillon prélevé. Les recherches peuvent légitimement s'orienter vers les barbituriques, substances couramment utilisées en médecine dans le domaine de l'anesthésie. En analysant les documents ci-dessous, vous serez en mesure d'identifier les substances qui correspondent aux deux pics du spectre de masse.

Les barbituriques sont des médicaments habituellement utilisés pour traiter l'épilepsie. Ils sont

également employés au cours de l'anesthésie.

MoléculeFormule brute

PhénobarbitalC12H12N2O3

MéthylphénobarbitalC13H14N2O3

ButobarbitalC10H16N2O3

SécobarbitalC12H18N2O3

VinylbitalC11H16N2O3

ParacétamolC8H9NO2

Données de quelques masses molaires atomiques :

MH = 1,0 g.mol-1MO = 16 g.mol-1MC = 12 g.mol-1

La masse molaire moléculaire est égale à la somme des masses molaires atomiques des atomes qui

constituent la molécule.

Conclusion :

Quel est l'autre composé de la poudre blanche trouvée sur le lieu du crime ? Justifier. Rédigez vos conclusions sur cet indice et sur le décès de la victime.quotesdbs_dbs47.pdfusesText_47

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