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Professeur : Mohamed lemine ould Hasnat Énoncé de l’exercice 2 Corrigé de l’exe

Professeur : Mohamed lemine ould Hasnat Énoncé de l’exercice 2 Corrigé de l’exercice 2 Corrigé de l’exercice 1 Corrigé de l’exercice 4 Corrigé de l’exercice 3 Énoncé de l’exercice 3 Énoncé de l’exercice 4 Énoncé de l’exercice 1 w www.cle-bac.net 1 Retour L’acide benzoïque : ܥ଺ܪହܥܱܱܪ est un monoacide faible peu soluble dans l’eau. C‘est un solide blanc d’aspect soyeux. Conservateur alimentaire utilisé dans les boissons rafraichissantes sans alcool. Le benzoate de sodium : ܥ଺ܪହܥܱܱି est un solide ionique blanc. La valeur du pKa à 25°C du couple : ܥ଺ܪହܥܱܱܪ/ܥ଺ܪହܥܱܱି est 4,2 1.1 Écrire l’équation bilan de la réaction entre l’acide benzoïque et l’eau. 1.2 Donner, l’expression de la constante d’acidité pour ce couple. Dans quel domaine de pH la forme acide du couple est majoritaire et dans quel domaine sa forme basique est majoritaire. Les représenter sur une échelle de pH. 1.3 Sur l’étiquette d’une bouteille de soda, contenant le conservateur alimentaire précédent on note pH = 3,7. En déduire la valeur du rapport [ܥ଺ܪହܥܱܱܪ]/[ܥ଺ܪହܥܱܱି] dans cette boisson. 2. On dispose de la verrerie suivante : burettes graduées de 25 ݉ܮ ; 50 ݉ܮ et 75 ݉ܮ. béchers de 50݉ܮ ; 100 ݉ܮ et 250 ݉ܮ. pipettes jaugées de 5 ݉ܮ ; 10 ݉ܮ et 20 ݉ܮ. fioles jaugées de 50 ݉ܮ ; 100 ݉ܮ et 200 ݉ܮ. On se propose de préparer une solution S de benzoate de sodium de concentration ܥ= 0,1 ݉݋݈/ܮ à partir de d’une solution ܵ଴ de benzoate de sodium de concentration ܥ଴= 0,25 ݉݋݈/ܮ. Corrigé de l’exercice 1 Énoncé de l’exercice 1 w www.cle-bac.net 2 Retour Comment procéder pour préparer cette solution diluée S ? Nommer la verrerie utilisée. 3. On pèse une masse d’acide benzoïque que l’on introduit dans un bécher contenant de l’eau distillée. Après quelques minutes d’agitation, de petits grains restent en suspension. Une filtration permet d’obtenir une solution saturée en acide benzoïque de concentration ܥ ஺ . On introduit dans un Becher ܸ ஺= 10 ݉ܮ de cette solution ; on y ajoute quelques gouttes de rouge de crésol (indicateur coloré) et on dose par une solution d’hydroxyde de sodium (soude) de concentration ܥ஻= 10ିଶ ݉݋݈/ܮ. Le rouge de crésol change de couleur pour un volume de soude versé de 19,6 ݉ܮ . 3.1 Écrire l’équation bilan de la réaction de dosage 3.2 Définir l’équivalence acido-basique et en déduire la concentration ܥ ஺ de la solution d’acide benzoïque. (Bac 2010 SN) w www.cle-bac.net 3 Retour On étudie la cinétique de la réaction d’estérification en préparant deux mélanges ܯଵ et ܯଶ contenant chacun une mole d’acide méthanoïque et une mole de propan-1-ol. Au mélange ܯଶ on ajoute une faible quantité d’acide sulfurique ܪଶܱܵସ concentré pour catalyser la réaction. Les mélanges ܯଵ et ܯଶ sont ensuite portés à 60°C. Le tableau suivant indique en fonction du temps, la quantité d’acide restante ݊஺ que l’on a déterminé expérimentalement 1 Écrire l’équation de cette réaction d’estérification et préciser ses caractéristiques. 2 Calculer la quantité d’ester formée ݊ா , dans chaque mélange et pour chaque valeur de t donné. 3 Définir la vitesse moyenne de disparition de l’acide méthanoïque et la calculer entre les dates ݐଵ= 5 ݉݅݊ et ݐଶ= 10 ݉݅݊; pour chaque mélange. Comparer ces deux vitesses. 4 Donner la définition du catalyseur et en déduire son influence sur la vitesse. (Bac 2010 SN) t(min) 5 10 20 30 40 50 60 Mélange ࡹ૚ en l’absence de ࡴ૛ࡿࡻ૝ ݊஺ 0,84 0,74 0,64 0,58 0,54 0,52 0,50 Mélanges ࡹ૛ en présence de ࡴ૛ࡿࡻ૝ ݊஺ 0 ,53 0,37 0,35 0,34 0,34 0,34 0,34 Corrigé de l’exercice 2 Énoncé de l’exercice 2 w www.cle-bac.net 4 Retour On dispose d’un appareil permettant de produire dans le vide les ions ܺ ௓ ஺ ଶି. De masse ݉= 5,81. 10ିଶ଺ ݇݃ et de charge ݍ= −2݁ . Les ions qui sortent d’un trou O1 sans vitesse initiale sont d’abord accélérés par une différence de potentiel ܷ଴= ܸ ஺−ܸ ஻ appliquée entre les plaques A et B distantes de 10 ܿ݉ et arrivent au trou O2 avec une vitesse ܸ ை= 2. 10ହ ݉ݏ ⁄ . On néglige le poids des ions devant les autres forces. 1.1 Sous quelle tension ܷ଴ l’ion a-t-il été accéléré entre les plaques A et B pour atteindre la vitesse ܸ ை ሬሬሬሬ⃗ ? 1.2 Vérifier que le poids de l’ions est négligeable devant la force électrique. 1.3 Déterminer, la nature du mouvement de l’ion entre les plaques A et B, en calculant son accélération. 2 Les ions pénètrent ensuite avec la vitesse ܸ ை ሬሬሬሬ⃗ faisant un angle ߙ= 45° avec l’horizontale par un point O équidistant des armatures C et D d’un condensateur entre lesquelles existe un champ électrique d’intensité ܧ= 8,4. 10ସ ܸ݉ ⁄ . Le condensateur dont les armatures ont pour longueur ݈= 10 ܿ݉ chacune et sont distante de ݀= 5 ܿ݉, se trouve dans le vide. 2.1 Quels doit-être les signes des armatures C et D pour que les ions subissent une déviation vers le bas ? Justifier vitre réponse. Préciser le sens du champ électrique. 2.2 Étudier le mouvement des ions dans le condensateur, et établir l’équation de leur trajectoire dans le repère (ܱ ; ݔ ; ݕ). Corrigé de l’exercice 3 Énoncé de l’exercice 3 w www.cle-bac.net 5 Retour 2.3 Déterminer les coordonnées du point de sortie du condensateur. 2.4 Quel sera le mouvement de l’ion après sa sortie du condensateur ? 2.5 Vérifier par calcul que l’ion n’atteindra pas la plaque supérieure. On donne : ݁= 1,6. 10ିଵଽ ܥ ; ݃= 10 ݉ݏଶ ⁄ . w www.cle-bac.net 6 Retour L’extrémité O d’une lame vibrante décrit un mouvement sinusoïdal vertical de fréquence ܰ= 50 ܪݖ et d’amplitude ܽ= 0,5 ܿ݉. 1.1 Donner l’équation horaire de son mouvement sachant que l’on prend ݐ= 0 quand la lame passe par son élongation maximale positive. 1.2 On éclaire la lame à l’aide d’éclaire très brefs, jaillissants à intervalles de temps égaux. Calculer les fréquences des éclairs pour lesquelles la lame apparait unique et immobile, sachant que les fréquences des éclaires ܰ௘ sont telles que : 10 ܪݖ≤ܰ௘≤50 ܪݖ. 2 La lame vibrante est maintenant reliée à un fil où les vibrations se propagent à la célérité ܥ= 5 ݉ݏ ⁄ . On suppose qu’il n’y a pas de réflexion ni amortissement des ondes. 2.1 Calculer la longueur d’onde ߣ. 2.2 Établir l’équation de la vibration d’un point M de la corde situé à la distance 22,5 ܿ݉ du point O. 2.3 Quelle est l’état vibratoire du point M par rapport au point O ? 2.4 Représenter l’aspect du fil pour ݐ= 0,05 ݏ. Corrigé de l’exercice 4 Énoncé de l’exercice 4 w www.cle-bac.net 7 Retour 1.1 L’équation bilan de la réaction entre l’acide benzoïque et l’eau. ࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻࡴ+ ࡴ૛ࡻ ࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻି+ ࡴ૜ࡻା 1.2 L’expression de la constante d’acidité pour ce couple : ࡷࢇ= [࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻି] × [ࡴ૜ࡻା] [࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻࡴ] Le domaine de pH la forme acide du couple est majoritaire : ݌ܪ< ݌ܭܽ ݏ݋݅ݐ ݌ܪ< 4,2 le domaine sa forme basique est majoritaire : ݌ܪ> ݌ܭܽ ݏ݋݅ݐ ݌ܪ> 4,2 Sur une échelle de pH : ܥ଺ܪହܥܱܱܪ est majoritaire 4,2 ܥ଺ܪହܥܱܱି est majoritaire ݌ܪ 1.3 Le rapport [࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻࡴ] [࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻష] La constante d’acidité pour ce couple : ܭܽ= [ܥ଺ܪହܥܱܱି] × [ܪଷܱା] [ܥ଺ܪହܥܱܱܪ] ݀ᇱ݋ù [ܥ଺ܪହܥܱܱି] [ܥ଺ܪହܥܱܱܪ] = ܭܽ [ܪଷܱା] ܽݒ݁ܿ ܭܽ= 10ି௣௄௔ ݁ݐ [ܪଷܱା] = 10ି௣ு ݏ݋݅ݐ [ܥ଺ܪହܥܱܱି] [ܥ଺ܪହܥܱܱܪ] = 10ି௣௄௔ 10ି௣ு= 10௣ுି௣௄௔ Corrigé de l’exercice 1 Énoncé de l’exercice 1 w www.cle-bac.net 8 Retour ܳݑ݁ ݈ᇱ݋݊ ݌݁ݑݐ éܿݎ݅ݎ݁ ݏ݋ݑݏ ݈ܽ ݂݋ݎ݉݁ [࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻࡴ] [࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻି] = ૚૙࢖ࡷࢇି࢖ࡴ= 10ସ,ଶିଷ,଻= 10଴,ହ= ૜,૚૟ 2 Calculons le facteur de dilution : ܭ= ܥ଴ ܥ= 0,25 0,1 = 2,5 Donc la solution ܵ଴ doit-être diluée 2,5 fois  Dans la dilution on utilise les fioles et les pipettes (les béchers et les burettes sont rejetés)  Les rapport des jauges des fioles et des pipettes doit vérifier le facteur de dilution : soit la pipettes jaugées de 20 ݉ܮ et la fioles jaugées de 50 ݉ܮ . car : 50 ݉ܮ 20 ݉ܮ= 2,5 = ܭ 3.1 L’équation bilan de la réaction de dosage : ࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻࡴ+ ࡻࡴି→࡯૟ࡴ૞࡯ࡻࡻି+ ࡴ૛ࡻ À l’équivalence : ݊஼లுఱ஼ைைு ଴ = ݊ைுష ௏௘௥௦é D’où ܥ ஺× ܸ ஺= ܥ஻× ܸ ஻ா ݏ݋݅ݐ ࡯࡭= ࡯࡮× ࢂ࡮ࡱ ࢂ࡭ = 10ିଶ× 19,6 10 = ૚,ૢ૟.૚૙ି૛ ࢓࢕࢒/ࡸ w www.cle-bac.net 9 Retour 1 L’équation de la réaction d’estérification : ࡴ࡯ࡻࡻࡴ+ ࡯ࡴ૜−࡯ࡴ૛−࡯ࡴ૛−ࡻࡴ ࡴ࡯ࡻࡻ−࡯ࡴ૛−࡯ࡴ૛−࡯ࡴ૜+ ࡴ૛ࡻ Ses caractéristiques :  Lente  Réversible  Athermique 2 La quantité d’ester formée ࢔ࡱ : Appliquons la relation stœchiométrique entre l’ester et l’acide : ࢔࡭ ࢊ ૚= ࢔ࡱ ࢌ ૚ ܽݒ݁ܿ ݊஺ ௗ= ݊஺ ଴−݊஺ ௥ ݏ݋݅ݐ ࢔ࡱ ࢌ= ݊஺ ଴−݊஺ ௥= ૚− ࢔࡭ ࢘ En appliquant la relation sur le tableau, on obtient le tableau de variation de ݊ா ௙ avec le temps : Corrigé de l’exercice 2 Énoncé de l’exercice 2 w www.cle-bac.net 10 Retour 3 La vitesse moyenne de disparition de l’acide méthanoïque est définie par : ࢂ࢓࢕࢟= ฬ∆࢔࡭ ∆࢚ฬ Entre les dates ݐଵ= 5 ݉݅݊ et ݐଶ= 10 ݉݅݊ : ܸ ௠௢௬= ฬ݊஺ଶ−݊஺ଵ ݐଶ−ݐଵ ฬ Pour le mélange ܯଵ : ࢂ࢓࢕࢟૚= ฬ0,74 −0,84 10 −5 ฬ= uploads/Finance/ correction-du-bac-2010.pdf