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Page 1/5 CHIMIE : (9points) Exercice n°1 : (6points) L’oxydation des ions I- pa

Page 1/5 CHIMIE : (9points) Exercice n°1 : (6points) L’oxydation des ions I- par les ions peroxodisulfate S 2O2- 8 est une réaction totale et lente d’équation bilan : S 2O2- 8 + 2I-  2SO2- 4 + I2. Le diiode I2 est de couleur jaune-brunâtre. On dispose de deux béchers (A) et (B) correspondant à la description de la figure 1 : A une date t=0s on mélange les contenus des deux béchers. 1°) Le mélange réactionnel prend une coloration jaune brunâtre qui devient de plus en plus foncée au cours du temps.  Préciser en le justifiant, lequel des deux caractères de la réaction, lente ou totale est confirmée par cette observation ? 2°) Pour étudier la cinétique de la réaction, on opère sur des prélèvements de même volume Vp qu’on dose aux dates t avec une solution de Na2S2O3 de concentration molaire C=0,3mol.L-1. Ceci permet de tracer la courbe [S 2O2- 8 ] =f(t) représentée sur la figure 2 de la feuille annexe. a- En utilisant la courbe, déterminer :  La concentration initiale [S 2O2- 8 ] 0 dans le mélange.  En déduire C1. b- Calculer la concentration initiale [I-] 0 dans le mélange. c- Compléter le tableau descriptif d’évolution du système chimique en utilisant la feuille annexe. d- Montrer à partir du graphe de la figure 2 que l'ion I- est le réactif en excès dans le mélange réactionnel. 3°) a – Montrer que la vitesse volumique de la réaction à une date t donnée s'exprime par la relation : vv(t)= - d[S 2O2- 8 ] dt . b – Déterminer sa valeur à la date t1= 20 min. 4°) a- Ecrire l’équation de la réaction du dosage. b- Calculer à l’instant t=20 min, le volume V de la solution de Na2S2O3 nécessaire à l’équivalence sachant que Vp=15mL. 5°) On refait la même expérience, mais en ajoutant au mélange réactionnel 20 mL d’eau distillée. Dire en le justifiant sans faire du calcul:  Si l’avancement maximal de la réaction augmente, diminue ou reste le même.  Si le temps de la demi-réaction augmente, diminue ou reste le même. (A) (B) (K+, I-) C2=0,9mol.L-1 V2=100mL (2K+, S 2O2- 8 ) C1=? V1=50mL Direction régionale de Béja Epreuve : Sciences physiques Classe : 4ème Sciences Expérimentales (2) DEVOIR DE CONTROLE N° 1 Durée:2 heures/Coefficient:4 /Date : 04/11/2015 PROF : TRAYIA NABIL Lycée secondaire Ammar Farhat Nefza Indications :  Le sujet comporte deux exercices de chimie et deux exercices de physique+ une page annexe (page5/5)  On exige l’expression littérale avant toute application numérique.  L’usage des calculatrices non programmables est autorisé. Page 2/5 Exercice n°2 : (3points) On réalise l’oxydation des ions iodures I- par l’eau oxygénée H2O2 en milieu acide selon la réaction totale : 2 I- + H2O2 + 2 H3O+  I2 + 4 H2O On dispose d’une solution (S1) d’iodure de potassium KI de concentration C1 = 0,1 moℓ.L-1 et d’une solution (S2) d’eau oxygéné H2O2 de concentration C2 = 5.10-3 moℓ.L-1. Au cours d’une séance de travaux pratiques un groupe d’élèves réalise séparément trois expériences dans des différentes conditions. Pour cela le groupe d’élèves mélange au même instant, pris comme origine du temps, un volume V1 de (S1) avec un volume V2 de (S2) et complète par de l’eau distillée pour obtenir à chaque fois un mélange de volume final V=100 mL. Le tableau ci-après récapitule les conditions dans lesquelles sont les trois expériences. Le suivi de l’avancement x de cette réaction au cours du temps a permis au groupe d’élèves d’obtenir les courbes de la figure-3-. 1°) On s’intéresse à l’expérience n°1 : a- Déterminer, à l’instant t = 0 les nombres de moles n01 de I- et n02 de H2O2. b- Dresser le tableau descriptif d’évolution du système chimique et déterminer le réactif limitant. c- Déterminer l’avancement maximal xmax de la réaction. 2°) a- Préciser les facteurs cinétiques mis en jeu dans les trois expériences. b-Attribuer à chaque expérience la courbe correspondante. Justifier la réponse. c- Montrer que la réaction étudiée est pratiquement totale. PHYSIQUE : (11points) Exercice n°1 : (6,5points) Lors d'une étude expérimentale, on réalise le circuit électrique schématisé sur la figure-1 ci-dessous et qui comporte :  un générateur de tension de fem constante E ;  un condensateur de capacité C=2µF ;  un conducteur ohmique de résistance R ;  un interrupteur (K) ; A la date t=0s, le condensateur étant déchargé , on ferme le circuit et à l'aide d'un oscilloscope bicourbe et à mémoire on visualise simultanément la tension uG aux bornes du générateur et la tension uR aux bornes du résistor R. On obtient l'oscillogramme de la figure –2. 1°) a– Quel phénomène se produit-il en réponse à cet échelon de tension ? b- Reproduire le schéma nécessaire de la figure–1 en faisant les branchements nécessaires entre l'oscilloscope et le circuit électrique pour réussir cette expérience. c- Identifier les deux courbes (c1) et (c2). Numéro de l’expérience (1) (2) (3) Volume de (S1) en mL 20 10 20 Volume de (S2) en mL 20 10 20 Volume d’eau ajouté en mL 60 80 60 Température en °C 20 20 60 0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 t (ms) u (V) (c1) (c2) (Δ) (Figure-2) (Δ) : la tangente à la courbe (c1) à l’instant t0=0. (K) M C E R Figure-1 t (min) 0 5 0,2 0,4 0,8 0,6 1,0 x (10-4 moℓ) (c) Figure-3 (b) (a) Page 3/5 2°) a- Montrer qu'à tout instant t, l'intensité du courant peut être exprimée sous la forme : i(t)=- C.duR(t) dt . b- Calculer la valeur de l'intensité du courant i0 circulant dans le circuit à l’instant t0=0. c- Etablir l'équation différentielle régissant les variations de la tension uR (t), aux bornes du résistor, et montrer qu'elle s'écrit sous la forme : duR(t) dt + 1 RC.uR(t) =0. 3°) a- La solution de cette équation différentielle est : uR (t)=E.e-t/ où  est une constante positive.  Etablir l'expression de  en fonction de R et de C. Quelle est sa signification physique ? b- Déterminer graphiquement la valeur de  en précisant la méthode utilisée puis retrouver la valeur de la résistance R du résistor. 4°) a - Déduire, à partir de l'expression de uR(t), celle de la tension uC(t). b - Calculer la valeur de l’energie emmagasinée par le condensateur à l’instant de date t= . 5°) On réalise à présent, trois expériences notées (a), (b) et (c), lors desquelles, on fait varier les grandeurs E, R et C. La visualisation de la tension uR (t), lors de ces expériences, a donné l'oscillogramme de la figure–4.  En analysant les différentes courbes de uR (t), remplir, en le justifiant, le tableau ci-dessous : Exercice n°2 : On dispose de trois lampes identiques L1, L2 et L3 de même résistance r et de trois dipôles D1, D2 et D3 de natures inconnues et pouvant être chacun soit un conducteur ohmique de résistance R, soit un condensateur de capacité C, soit une bobine résistive (L,r). Pour identifier ces dipôles, on réalise le circuit schématisé sur la figure ci-contre. Le générateur est supposé idéal de tension continue constante E=6 V. Lors de cette expérience, on ferme tout d'abord les interrupteurs (K1), (K2) et (K3), et ensuite l'interrupteur (K) . Les constatations observées sont représentées sur le tableau de la feuille annexe : 1°) a- En analysant ces constatations, préciser la nature exacte de chaque dipôle et compléter le tableau (voir feuille annexe). Justifier votre réponse. b – Quelle serait l'indication d'un voltmètre branché aux bornes du dipôle (D3) ? c- Préciser en justifiant le nom du phénomène qui se produit au niveau de dipôle (D2). d –Les deux lampes L1 et L2 émettent la même lumière ; Que peut-on dire alors à propos des grandeurs résistives caractérisant les deux dipôles (D1) et (D2) ? Expérience …………….. …………….. …………….. E (V) ……………… 6 …………….. R () 750 …………….. 375 C (F) 1 …………….. 2 I0 (mA) 8 16 …………….. 0 2 4 6 8 10 12 uR(V) 0 1 2 3 4 t (ms) (a) (b) (c) Figure-4 D1 D2 D3 E L1 L2 L3 K K1 K2 K3 Page 4/5 2°) Dans une deuxième expérience, en utilisant un GBF délivrant une tension triangulaire, en série avec un résistor de résistance R=10kΩet une bobine d’inductance L et de résistance interne négligeable. a- Faire le schéma du circuit en indiquant les connexions à effectuer sur un oscilloscope à fin de visualiser uR(t) sur la voie (Y1) et uB(t) sur la voie(Y2). b- On fait varier la fréquence N du GBF et pour chaque valeur de N on mesure la fem e d’auto-induction. Un système d’acquisition permet de suivre et de tracer la courbe e =f (di dt).  Interpréter la courbe et déterminer la valeur de l’inductance L de la bobine. c- calculer l’energie emmagasinée dans une bobine lorsqu’elle est parcourue par un curant d’intensité i=1mA. Feuille annexe (A uploads/Finance/ devoir-corrige-de-controle-n01-sciences-physiques-bac-sciences-exp-2015-2016-mr-trayia-nabil.pdf