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Devoir de synthèse N°1 Lycée montfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 1 NB : Chaqu

Devoir de synthèse N°1 Lycée montfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 1 NB : Chaque résultat doit être souligné. La clarté, la précision de l’explication rentrent en compte dans la notation de votre copie. L’utilisation du téléphone portable est interdite. ~CHIMIE ~(9 points) EXERCICE N°1 (2,5points) Décomposition de l’eau oxygénée L’eau oxygénée est une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène H2O2, vendue plus ou moins concentrée (de 35 à 70 en volume) .Etant relativement stable elle perd moins de 1 de son activité par an dans les conditions normales de stockage (température ambiante…). En fonctions des besoins la décomposition de l’eau oxygénée : 2H2O2 → 2H2O + O2 est accélérée par un procédé ou un autre pour le nettoyage des lentilles de contact par exemple , on utilise un disque constitué d’une grille platine ou une pastille de catalase : on peut voir facilement la catalase en action en appliquant un peu d’eau oxygénée sur une plaie ou la mousse qui se produit est due entre autre au dégagement de dioxygène par élévation de température ; elle peut être tellement accélérée que l’on peut s’en servir à 650°C comme moyen de propulsion pour une fusée .L’eau oxygénée est aussi un moyen de défense chez certains insectes : en réponse à une attaque .Le coléoptère bombardier projette sur l’ennemi une solution aqueuse bouillante de substance organique appelée quinone .Celle –ci est produite grâce au dégagement de dioxygène résultant de la décomposition de l’eau oxygénée en présence de catalase D’après un texte de C. Houssier et J.C.labie- Mars2004 Coléoptère 1) Monter à partir du texte si ; dans les conditions normales de stockage, la décomposition de l’eau oxygénée est une réaction lente ou bien rapide 2) a-Préciser le rôle joué par la catalase dans le procédé utilisé pour nettoyer les lentilles de contact à l’eau oxygénée. b-Relever du texte deux autres applications ou la catalase joue le même rôle que dans le cas de 2)a- 3 ) Relever du texte un autre facteur qui à joué dans la décomposition de l’eau oxygénée, un rôle semblable à celui de la catalase EXERCICE N°2 (3,5 points) On se propose d’étudier la réaction d’estérification entre un acide carboxylique (A) et un alcool (B), pour cela on introduit dans un ballon VA= 11,4 mL de (A) et VB=17,4 mL de (B) et on ajoute quelques gouttes d’acide sulfurique concentré. Le mélange est placé dans un bain marie maintenue à température constante. A différents instants, on prélève un volume V0=2mL du mélange qu’on refroidit brusquement puis on dose l’acide (A) restant par une solution de soude de concentration molaire CB=1 mol.L-1, ce qui permis de déterminer le volume d’équivalence VBE 1) Légender la figure-1- page 5/5 annexe à rendre avec le cahier. =6,7mL à l’état final de la réaction (voir Annexe figure-1- ) 2) Montrer que la composition initiale dans l’échantillon de volume V0 SCIENCES PHYSIQUES 0BDEVOIR DE SYNTHESE N°1 4Peme P Sc expR1-2 03-01-2017 Durée: 3H PR: RIDHA BEN YAHMED Devoir de synthèse N°1 Lycée montfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 2 n = 2mL du mélange est équimolaire 0(A) = n0(B)= 0,02 mol . On donne : Masse volumique de l’eau : ρeau = 1g.cm-3. Substance Acide carboxylique (A) Alcool (B) Masse molaire (g.mol-1 3) a- Dresser le tableau d’avancement de ce système. ) 46 46 Densité 1,21 0,79 b- Déterminer l’avancement final de la réaction. c- Déduire la valeur de la constante d’équilibre K. 4) Au mélange final précédent, on ajoute 0,01 mol de (A). a- Dire en justifiant la réponse dans quel sens évolue le système chimique ? b- Donner la nouvelle composition du mélange à l’équilibre dynamique. EXERCICE N°3 (3 points) Toutes les solutions sont prises à 25°C, température à laquelle le produit ionique de l’eau pure es Ke = 10-14. On considère deux solutions (S1) et (S2) de même concentration C = 4.10-3mol.L-1 • (S 1) est une solution aqueuse d’un monoacide A1H de pH1 • (S = 2,39. 2) est une solution aqueuse d’un monoacide A2H de pH2 • On négligera les ions provenant de l’ionisation propre de l’eau. = 3,10. 1) a- Dresser le tableau d’avancement volumique de la réaction de l’acide A1 b-Montrer que le taux d’avancement H avec l’eau. 1 f τ de la réaction de dissolution de l’acide A1 C pH f 1 10 1 − = τ H dans l’eau peut s’écrire : . En déduire la force (forte ou faible) de cet acide. 2)On prélève un volume V0=5mL de la solution (S1) et on complète avec de l’eau jusqu'à avoir un volume V=100mL de solution .On obtient une nouvelle solution (S’1 a- Calculer la quantité de matières n ). 1 d’ions hydronium H3O+ contenus dans la solution (S1 b- En déduire en justifiant la réponse : ). • la quantité de matières n’1 d’ions hydronium H3O+ contenus dans la solution (S’1 • Le pH de la nouvelle solution (S’ ). 1 3) Sachant que le monoacide A ). 2 a- Etablir l’expression de la constante d’acidité K H est un acide faible nommé acide méthanoïque HCOOH. a du couple HCOOH/HCOO - en fonction de C et de pH2 b- En déduire la valeur du pKa du couple HCOOH/HCOO . – ~ PHYSIQUE~(11points) . EXERCICE N°1 • u (5 points) On associe en série une bobine (B) d’inductance L et de résistance r, un générateur de force électromotrice (fem) E=12V et de masse flottante, un résistor de résistance R=20Ω et un interrupteur K comme l’indique la figure-2.de la page-3-. Un oscilloscope à mémoire convenablement branché permet de visualiser simultanément les tensions : B(t) aux bornes de la bobine sur la voie Y • u 1 R(t) aux bornes du résistor sur la voie Y2. (voir figure-2-) Devoir de synthèse N°1 Lycée montfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 3 A l’instant t=0s, on ferme l’interrupteur K. L’oscilloscope enregistre les courbes C1 et C2 de la figure-3- 1) a- Indiquer sur qu’elle voie faut-il inverser le signal ? justifier. b-Pourquoi doit-on isoler la masse du générateur de la terre ? 2) Montrer que la tension uB aux bornes de la bobine est régit par l’équation différentielle suivante : E L r u dt du B B = + τ 1 Où r R L + = τ 3) a-Vérifier que la tension uB τ t B e K K t u − + = 2 1 ) ( (t) s’écrit sous la forme : où 1 K et 2 K sont des constantes dont-on déterminera leurs expressions en fonction de r, R et E. b- En déduire l’expression de la tension uR(t). c- En justifiant la réponse, identifier parmi les courbes C1 et C2 de la figure-3-le chronogramme de uR 4) A l’aide des courbes C (t). 1 et C2 a- La valeur L’intensité I de la figure-3-déterminer : 0 b- Montrer que La résistance r peut s’écrire sous la forme : du courant qui s’établit dans circuit en régime permanent. 2 2 − = E R r .Calculer sa valeur. c- La constante de temps τ et en déduire la valeur de l’inductance L. 5) Dans le circuit, on remplace la bobine (B) par une autre bobine (B’). A l’instant t=0s (nouvelle origine des temps) on ferme l’interrupteur K, on remarque d’une part que l’intensité de courant qui circule dans le circuit atteint 63% de sa valeur maximale à la date t=5ms, d’autre part l’intensité de courant en régime permanent vaut I0 ’ =0,5A. Préciser en le justifiant si ces deux bobines sont identiques ou non. EXERCICE N°2 On considère le circuit électrique de la figure-4- comportant un condensateur de capacité C variable, une bobine d’inductance L = 0,1Het de résistance r = 10Ω, un commutateur K et un résistor de résistance (6 points) R=20 Ω.Lorsque K est ouvert le condensateur est totalement chargée. A la date t=0, on bascule le commutateur dans la position 1, le circuit est le siège d’oscillations électriques libres amorties. A l’aide d’un oscilloscope Expérience n°1 Devoir de synthèse N°1 Lycée montfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 4 numérique branché au circuit on obtient les oscillogrammes de la figure-5 de la page 5/5 (Annexe). 1) a- Identifier en le justifiant le chronogramme qui représente l’évolution temporelle de la tension uc aux bornes du condensateur et celui qui représente l’évolution au cours du temps la tension uR b- En exploitant le graphe de la figure-5-, déterminé : aux bornes du résistor. • La pseudo période T des oscillations. • La valeur de l’intensité i du courant à la date t1 4 T = .Interpréter le signe de la valeur de l’intensité i. c- Sachant que la pseudo période T est pratiquement égale à la période propreT0 2) Etablir l’équation différentielle régissant l’évolution temporelle de la tension u des oscillations électriques non amorties, en déduire la valeur de la capacité C du condensateur. c 3) a- Donner l’expression de l’énergie totale du circuit RLC en fonction de L, C ,i et u aux bornes du condensateur c b-Montrer que la uploads/s3/ devoir-de-synthese-n01-sciences-physiques-bac-sciences-exp-2016-2017-mr-ridha-ben-yahmed.pdf