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DEVOIR SURVEILLE N 3 DECEMBRE 2021 CHIMIE Durée de l’épreuve : 2h00mn L’usage d

DEVOIR SURVEILLE N 3 DECEMBRE 2021 CHIMIE Durée de l’épreuve : 2h00mn L’usage d’une calculatrice est autorisé Ce sujet comporte 2 exercices indépendants présentés sur pages numérotées de 1 à 4, y compris celle-ci. Titre Points Enoncé pages EXERCICE 1 A propos du bleu patenté 10 2 EXERCICE 2 DOSAGE DU DIOXYDE DE SOUFRE PRÉSENT DANS UN ÉCHANTILLON D’AIR 10 4 LFD – Devoir Surveillé n°3 classe 1ière – Décembre 2021 1 EXERCICE 1 : A propos du bleu patenté (10 points) Le bleu patenté V est un additif alimentaire autorisé en France. Son code E131 indique par la lettre E qu’il s’agit d’un colorant, le nombre associé correspond à sa couleur bleue. Sa dose journalière admissible (DJA) est de 2,5 mg par kilogramme de masse corporelle. 1. Pour réaliser les mesures d’absorbance des solutions étalons de bleu de patenté, on choisit la longueur d’onde λ = 635 nm. Justifier ce choix. 2. Justifier que le sirop contient les colorants E102 et E131. 3. Déterminer la couleur du colorant E102. Justifier. 4. En déduire la couleur d’une solution de sirop. 5. Justifier qu’à la longueur d’onde λ = 635 nm choisie seul le bleu de patenté est dosé dans le sirop. On dispose d’une gamme de solutions étalons de bleu patenté. On mesure leur absorbance à λ = 635 nm. 0.5 0.5 1 1 1 LFD – Devoir Surveillé n°3 classe 1ière – Décembre 2021 2 Pour utiliser la gamme de solutions étalons, on dilue 10 fois le sirop du commerce. On mesure ensuite dans les mêmes conditions l’absorbance du sirop dilué : A = 0,74. On dispose d’une solution S0 de concentration en masse de bleu patenté Cm0 = 10 mg.L-1 et du matériel listé ci-dessous : Liste de matériel : pipettes jaugées de 5,0 mL et 10,0 mL – bécher de 50 mL - fioles jaugées de 10,0 mL et 50,0 mL – éprouvettes graduées de 10 mL, 50 mL et 250 mL. Pour réaliser la solution S1, il faut diluer 5 fois la solution S0. 6. Choisir, dans la liste, le matériel permettant de préparer un volume V1 = 50,0 mL de solution S1. Justifier les choix. 7. Décrire le protocole expérimental. 8. Enoncer la loi de Beer-Lambert, en précisant les unités. 9. Cette loi est-elle vérifiée ? Si oui, établir l’équation de la fonction la modélisant. 10. Déterminer, avec précision, la concentration en masse de bleu patenté du sirop du commerce. Justifier chaque étape du raisonnement. 1 1 0.5 1 2.5 LFD – Devoir Surveillé n°3 classe 1ière – Décembre 2021 3 EXERCICE 2 : DOSAGE DU DIOXYDE DE SOUFRE PRÉSENT DANS UN ÉCHANTILLON D’AIR(10 points) Principe du titrage: Le dioxyde de soufre SO2 est un gaz qui a des propriétés réductrices et qui est présent dans l’air pollué. Quand on fait barboter un grand volume d’air dans un litre d’eau, le dioxyde de soufre va se dissoudre dans l’eau. Il est possible, par la suite, de le doser en solution à l’aide d’une solution de permanganate de potassium lors d’une réaction d’oxydoréduction. La concentration massique du dioxyde de soufre dans l’air pollué est ainsi déduite de ce dosage. On a défini un seuil d’alerte de la population pour une teneur en dioxyde de soufre mesurée supérieure à 500 µg par m3. Protocole expérimental : Une solution S est préparée en faisant barboter 1,00×104 m3 d’air pollué dans V0 = 1,00 L d’eau. Un volume V1 = 10,0 mL de cette solution est placé dans un bécher de 100 mL. La solution violette de permanganate de potassium de concentration C2 = 1,00×10-2 mol.L-1 est ensuite versée goutte à goutte jusqu’à persistance de la coloration. Données : MS = 32,0 g.mol-1 ; MO = 16,0 g.mol-1. 1. Quelle verrerie choisiriez-vous pour prélever avec précision 10,0 mL de solution S ? 2. La réaction entre les ions permanganate et le dioxyde de soufre est une réaction d’oxydoréduction mettant en jeu les couples oxydant / réducteur : SO4 2– (aq) / SO2(aq) et MnO4 – (aq) / Mn2+ (aq) a) Etablir les démi-équations d’oxydoréduction des couples mis en jeu. b) À partir des observations précédentes, indiquer quels sont l’oxydant et le réducteur qui réagissent ensemble ? c) En déduire que l’équation globale s’écrit : 2 MnO4 – (aq) +5 SO2(aq) + 2 H2O(l) = 4H+ (aq) + 5 SO4 2– (aq) + 2 Mn2+ (aq) 3. Définir l’équivalence d’un titrage. 4. Schématiser et légender le schéma du montage du titrage. Soit n1 la quantité de matière de dioxyde de soufre initialement présente dans la solution S et n2 la quantité de matière d’ions permanganate introduite. 5. En déduire la relation entre la quantité de matière n1 et la quantité de matière n2 d’ions permanganate introduite pour atteindre l’équivalence. Justifier la réponse. 6. Sachant que le volume équivalent du titrage est Veq = 8,0 mL, en déduire la concentration molaire C1 en dioxyde de soufre dissous de la solution S. 7. Calculer la masse m1 de dioxyde de soufre présente dans V0 = 1,00 L de la solution S. 8. En déduire la masse m2 de dioxyde de soufre gazeux par m3 d’air pollué. 9. Exprimer cette masse en µg. Le seuil d’alerte est-il atteint ? 0.5 1 0.5 0.25 0.5 1 0.75 1.5 1.5 1.5 1 LFD – Devoir Surveillé n°3 classe 1ière – Décembre 2021 4 uploads/Finance/ devoir-surveille-n-3-kessel.pdf