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Page 1 0,3 x(mmol ) 9 t(min) 0 On se propose d’étudier la cinétique de la réact

Page 1 0,3 x(mmol ) 9 t(min) 0 On se propose d’étudier la cinétique de la réaction d’oxydation des ions iodures I- par le peroxyde d’hydrogène H2O2 en milieu acide symbolisée par l’équation : 2 2 3 2 2 4 2 2 I O H O H I O H       On mélange à la température θ un volume V1=10mL d’une solution de peroxyde d’hydrogène de molarité C1 , un volume V2= 10 mL d’une solution d’iodure de potassium KI de molarité C2= 0,4 mol.L-1 et un excès d’acide sulfurique (2 H3O++ SO4 2-). Le volume de mélange réactionnel V=25mL demeure constant au cours de cette expérience. 1°) a- Comment évolue la coloration du milieu réactionnel au cours du temps. Justifier. b- Préciser comment peut-on suivre l’évolution de cette réaction. 2°) Dresser le tableau descriptif d’évolution du système, en notant par n0 : le nombre de mole initial de H2O2. 3°) A l’aide d’un moyen approprié on suit l’évolution de l’avancement x de la réaction en fonction du temps. Les résultats expérimentaux ont permis de tracer la courbe de la figure ci-dessous. a- Quel caractère de la réaction montre cette courbe. b- Déterminer graphiquement l’avancement final xf . c- Montrer que l’eau oxygénée est le réactif limitant. d- En déduire que n0= 1,5 10-3 mol. Calculer C1. 3°) a- Préciser, graphiquement, la valeur de l’avancement x1 à t1=9min. b- En déduire la molarité des ions iodure présents à cet instant. 4°) Déterminer la vitesse volumique moyenne de cette réaction entre les deux instants t= 0s et t’= 27min 5°) a- Définir la vitesse instantanée d’une réaction. b- Expliquer comment évolue cette vitesse au cours du temps. Préciser la cause de cette variation. c- Déterminer graphiquement sa valeur maximale. Lycée Midoun Mr :Ben Dahmane Devoir de contrôle n°1 Année scolaire : 2010/2011 Durée : 2 h 4ème année Math  Chimie : Cinétique chimique  Physique : Condensateur et dipôle RC  Chimie Page 2 t (ms) Tensions en volt 5 Figure-2- 1 R1 Figure-1- 1 2 G C R2 6°) Tracer l’allure de la courbe x=f(t) , sur l’annexe, si l’expérience a été réalisée en présence d’un catalyseur. Exercice n°1 On considère le circuit schématisé par la figure -1, comportant : * un condensateur de capacité C. * un résistor de résistance R1 =1 kΩ. *un résistor de résistance R2 réglable. * un générateur de tension de f.e.m E. * un commutateur. 1ère Partie Le condensateur est initialement non chargé ,à l’instant de date t = 0s on place le commutateur sur la position (1). 1°) Indiquer le phénomène physique mis enjeu. 2°) En appliquant la loi des mailles : a- Donner une relation entre uC, uR1 et E avec uC et uR1 sont les tensions électriques respectivement aux bornes du condensateur et le résistor R1. b- En déduire l’équation différentielle vérifiée par uC. c- Vérifier que uC = E (1 – e-t / R 1 .C) est une solution de cette équation. 3°) A l’aide d’un oscilloscope à mémoire on visualise la tension uC aux bornes de condensateur et la tension E aux bornes de générateur. On obtient les courbes (1) et (2) de la figure-2. a- Indiquer les connexions nécessaires avec oscilloscope. b- Identifier les deux courbes. Justifier. 4°) Déterminer graphiquement : a- La f.e.m E de générateur. b- La constante de temps τ1 puis déduire la valeur de C. Physique Courbe-1- Courbe-2- Page 3 c- La valeur de uC à t = 10 ms puis déduire : c1- la valeur de la charge q du condensateur c2 - l’intensité du courant i dans le circuit. c3- l’énergie stockée par le condensateur. 5°) On refait cette opération successivement avec différentes valeurs de E, C et R1 après avoir déchargé rapidement le condensateur avant chaque opération. Les courbes obtenues sont données par la figure -3 de l’annexe. Associer à chacune des expériences (a), (b), (c) et (d) le graphe correspondant. Justifier. 2ème Partie A une nouvelle origine des dates t = 0s, on bascule le commutateur sur la position (2) et on règle la valeur de R2 = R1. 1°) Préciser l’expression de la nouvelle constante du temps τ’. 2°) Comparer la durée ∆t’ de la décharge à la durée ∆t de la charge. 3°) Sachant qu’au cours de la décharge l’expression de uC = E . a- Donner l’expression i = f(t). b- Représenter l’allure de la courbe qui traduit l’évolution de i en fonction du temps Exercice n°2 Un condensateur de capacité C sur le quel est inscrit Umax = 45 V et un résistor de résistance R en série sont branchés aux bornes d’un générateur débitant un courant constant I = 20 µA. un voltmètre est branché aux bornes du condensateur. On mesure la tension uC au cours du temps, on obtient le tableau suivant 1°) a- Donner la relation entre l’intensité I du courant qui traverse le condensateur et sa charge q à un instant t. ( à t = 0s ; q = 0 C). b- Calculer q à t1=40s. Expérience (a) (b) (c) (d) R1 (kΩ) 10 20 10 10 C (µF) 0,22 0,22 0,22 0,47 E (V) 6 3 3 6 t (s) 20 40 60 80 100 UC (V) 4 8 12 16 20 Page 4 2°) Ces résultats de mesures ont permis de tracer la courbe ci-contre (figure-4). a- Déterminer l’équation numérique de la courbe. b- En déduire la capacité C du condensateur. 3°) a- Donner l’expression de la tension uC en fonction de temps. b- A partir de quel instant il y a risque de détériorer le condensateur . uC (V) q (10-3) C 0,4 4 Figure-4- 0 Page 5 0,3 x(mmol ) 9 t(min) 0 Nom…………………………..Prénom………………………………..n°……. ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………….. 2 1 t (ms) uC (V) 4 3 2 1 Figure-3- uploads/Finance/ devoir-de-controle-n01-2010-2011-ben-dahmene-midoun 1 .pdf