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CLASSE DE TERMINALE S Le : 22 septembre 2004 Durée : 3 h 30 Physique-Chimie D E

CLASSE DE TERMINALE S Le : 22 septembre 2004 Durée : 3 h 30 Physique-Chimie D E V O I R S U R T A B L E N ° 1 TOUT DOCUMENT INTERDIT. L’usage de calculatrices scientifiques à mémoire est autorisé. Les résultats numériques doivent être précédés d’un calcul littéral. La présentation et la rédaction font partie du sujet et interviennent dans la notation. L’épreuve est notée sur 16 points auxquels s’ajouteront les points d’épreuve pratique sur 4 points. I ] CHIMIE : sur 7 points. D O S A G E D U G L U C O S E D A D O S A G E D U G L U C O S E D A D O S A G E D U G L U C O S E D A D O S A G E D U G L U C O S E D A N S U N J U S D E F R U I T N S U N J U S D E F R U I T N S U N J U S D E F R U I T N S U N J U S D E F R U I T On souhaite déterminer la teneur en glucose « libre » présent dans un jus de fruits pour bébés. 1. Mélange initial. On prélève 2,00 cm3 d'une solution de jus de fruits que l'on verse dans une fiole jaugée de 50,0 mL. On y ajoute 20,0 cm3 d'une solution de diiode, de concentration : CD = 2,00 X 10-2 mol.L-1. On complète au trait de jauge par une solution d'hydroxyde de sodium afin de maintenir un excès d'ions hydroxyde dans le milieu réactionnel. Quelle est la quantité de matière nD de diiode initialement introduite ? On note nG la quantité de glucose initialement présente, que l’on souhaite déterminer. 2. Réaction entre le glucose et le diiode. Le glucose G (que l'on notera RCOHaq), réagit avec le diiode. Il se forme des ions iodure, I– aq, et le glucose se transforme en ion gluconate (qui sera noté RCOO– aq). Dans le mélange étudié, on supposera que seul le diiode est coloré. Il se produit la réaction d’oxydoréduction lente et totale d’équation chimique : I2 aq + 3 HO– aq + RCOHaq → → → → RCOO– aq + 2 H2O + 2 I– aq 2.1. Écrire la demi-équation électronique définissant le couple oxydant / réducteur : I2 aq / I– aq. 2.2. Pour quelle raison la fonction aldéhyde du glucose ne s’oxyde-t-elle pas en acide gluconique, RCOOHaq ? 2.3. Identifier l'espèce chimique oxydante et l'espèce chimique réductrice du couple RCOHaq et RCOO– aq. 2.4. Pour quelle raison le glucose doit-il être le réactif limitant de cette transformation ? En déduire l’aspect de la solution en fin de réaction. 2.5. Construire le tableau d’avancement de la transformation étudiée. 2.6. Exprimer la quantité de matière initiale de glucose, nG, en fonction de nD et de nR, quantité de matière de diiode restante lorsque la transformation est achevée. 3. Dosage du diiode en excès. On souhaite déterminer la quantité de diiode nR n'ayant pas réagi. Pour cela, on réalise le dosage de 20,0 mL du mélange réactionnel obtenu, après réaction complète de l’échantillon de glucose, avec une solution étalon de thiosulfate de sodium, (2 Na+ aq + S2O3 2– aq). Il faut verser VT = 12,0 mL de la solution étalon, de concentration molaire volumique : CT = 1,00.10-2 mol.L-1, pour observer l’équivalence du dosage. 3.1. Faire le schéma légendé du dispositif de dosage. 3.2. Établir l’équation chimique de la réaction support du dosage. L’ion thiosulfate appartient au couple d’oxydoréduction S4O6 2– aq / S2O3 2– aq. 3.3. Définir l’équivalence d’un dosage et dire ce qui permettra de l’observer ici. 3.4. Déterminer la concentration en diiode restant dans le mélange réactionnel dosé. 3.5. En déduire une valeur numérique de nR, puis de nG. 4. Teneur en glucose du jus de fruits. Calculer la quantité de matière de glucose, n’G, et la masse mG de glucose présentes dans un litre de jus de fruits testé. On donne la masse molaire moléculaire du glucose : MG = 180 g.mol-1. II ] PHYSIQUE : sur 5 points. O N D E S À L A S U R F A C E D O N D E S À L A S U R F A C E D O N D E S À L A S U R F A C E D O N D E S À L A S U R F A C E D E L ’ E A U E L ’ E A U E L ’ E A U E L ’ E A U Le gerris est un insecte que l'on peut observer sur les plans d'eau calmes de certaines rivières. Très léger, cet insecte évolue sur la surface en ramant avec ses pattes. Malgré sa discrétion, sa présence est souvent trahie par des ombres projetées sur le fond. Ces ombres (Figure 1) sont la conséquence de la déformation de la surface de l'eau au contact de l'extrémité des six pattes de l'insecte (Figure 2). 1. Quel dispositif, utilisé en classe pour l'étude de la propagation des ondes à la surface de l'eau, est également basé sur la projection d'ombres ? ... / ... O est le point source : point de la surface où est créée l’onde. 2. Les déplacements de l'insecte génèrent des ondes à la surface de l'eau qui se propagent dans toutes les directions offertes par le milieu. La Figure 3 donne une vue en coupe de l'onde créée par une patte du gerris à la surface de l'eau à un instant t. L’onde générée par le déplacement du gerris peut-elle être qualifiée de transversale ou de longitudinale ? Justifier la réponse. 3. Un brin d'herbe flotte à la surface de l'eau. Décrire son mouvement au passage de l'onde. 4. La surface de l'eau est photographiée à deux instants différents. Le document suivant est à l'échelle 1/100 (Figure 4). Calculer la célérité de l'onde. 5. Un petit papillon, tombé à l'eau, est une proie facile pour le gerris. L'insecte prisonnier de la surface crée, en se débattant, des trains d'ondes sinusoïdales. La fréquence de battements des ailes du papillon est de 5,00 Hz ce qui génère des ondes de même fréquence à la surface de l'eau (Figure 5). 5.1. Déterminer la longueur d'onde de l'onde émise par le papillon en utilisant l'agrandissement à l'échelle 2 de la coupe de la surface de l'eau (Figure 6). 5.2. Montrer que la célérité de cette onde est voisine de 4,6 cm.s-1. 6. Un train d'ondes émis par le papillon arrive sur un obstacle constitué de deux galets émergeant de l'eau. Voir Figure 7. (À rendre avec la copie). 6.1. Quel doit être l'ordre de grandeur de la distance entre les deux galets émergeant de l'eau pour que le gerris, placé comme l'indique la Figure 7, ait des chances de détecter le signal de détresse généré par le papillon ? 6.2. Quel nom donne-t-on à ce phénomène propre aux ondes ? 6.3. Compléter avec le maximum de précisions la Figure 7 en représentant l'allure de la forme de l'onde après le passage de l'obstacle. .../ p. 3 Terminale S D.S.T. N° 1 Page 3 7. La concurrence est rude sur le plan d'eau entre trois gerris ... Les extrémités de leurs pattes antérieures, situées prés de leurs antennes (zone de détection), leur permettent de déterminer la direction et le sens de propagation de l'onde émise par une proie. Le papillon se débat à une distance d1 = 6,00 cm du gerris n° 1. L'onde générée par le papillon a mis 1,00 s pour parvenir au gerris n° 2. Le gerris n° 3 détecte cette même onde avec un retard de 1,50 s sur le gerris n° 2. 7.1. Déterminer la distance d2 entre le papillon et le gerris n° 2. 7.2. Déterminer la distance d3 entre le papillon et le gerris n° 3. 7.3. Déterminer graphiquement, sur la Figure 8 (à rendre avec la copie), la position du papillon. III ] PHYSIQUE : sur 4 points. M O U V E M E N T S D E V A G U E S M O U V E M E N T S D E V A G U E S M O U V E M E N T S D E V A G U E S M O U V E M E N T S D E V A G U E S Adèle, allongée sur un matelas pneumatique à quelques centaines de mètres de la côte, peaufine son bronzage … en effectuant quelques mesures sur les vagues qui l'entourent. Elle détermine, à différents moments de la journée, la longueur L entre deux vagues successives et le temps τ τ τ τ qui s'écoule entre 2 positions de crête successives. uploads/Finance/ dst-1-ts.pdf