Transcript BAC BLANC DE PHYSIQUE

BAC BLANC DE PHYSIQUE-CHIMIE
février 2014
!
EXERCICE 1 : L’ascenseur spatial
EXERCICE 2 : Titrage d’un comprimé d’ibuprofène
EXERCICE 3 : L’arôme de vanille
EXERCICE 4 : L’artémia
Les exercices 1, 2 et 3 sont à traiter pour les élèves qui n’ont pas la spécialité Physique-Chimie.
Les exercices 1, 2 et 4 sont à traiter pour les élèves qui ont la spécialité Physique-Chimie.
1
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EXERCICE 1 : L’ascenseur spatial
février 2014
10 points
L’ascenseur spatial a été envisagé dans les années 1970 comme alternative aux lanceurs classiques de satellites
que sont les fusées et navettes spatiales.
Dans certains ouvrages, l’ascenseur culminerait à l’altitude de 36 000 kilomètres au-dessus du sol. Cette hauteur
n’est pas due au hasard. En effet, un satellite en orbite équatoriale à cette altitude apparait immobile au-dessus
d’un point de l’équateur : c’est un satellite géostationnaire.
La particularité de l’orbite géostationnaire suggère une façon de relier le sol et l’espace : il suffit de laisser pendre
un câble d’un satellite géostationnaire. Ce dernier restera toujours à l’aplomb du même point de la surface terrestre d’où l’on pourra construire une base de départ de cabines qui escaladeront le câble, transportant des satellites directement jusqu’à l’orbite géostationnaire en quelques jours, environ cinq selon certaines hypothèses
retenues. Et inversement les satellites en fin de vie pourraient être redescendus par l’ascenseur et récupérés sur
Terre. Comment déployer le câble depuis l’espace ? La réponse semble simple : il suffit de dérouler une bobine de
câbles préalablement mise en orbite géostationnaire.
Mais il y a un problème. Sur la partie basse du câble l’attraction terrestre dépasse la force centrifuge due à son
mouvement de rotation autour de la Terre. Conséquence : le câble est irrémédiablement tiré vers la Terre et ne
peut maintenir sa position initiale. Pour pallier ce problème, il suffit de déployer le câble simultanément dans
deux directions opposées, c’est-à-dire vers la Terre et vers l’espace.
Dans ce cas, l’astuce consiste à ce que la partie supérieure du câble « retienne » la partie inférieure. Cela nécessite que cette partie supérieure atteigne l’altitude faramineuse de 144 000 kilomètres, plus du tiers de la
distance Terre-Lune, 12 fois la longueur du réseau autoroutier français ! Une forte masse placée à une altitude
plus raisonnable pourrait aussi servir d’« ancre ».
L’ascenseur spatial permettrait aussi d’utiliser l’énergie de rotation de la Terre pour lancer des sondes depuis
l’orbite géostationnaire vers des orbites plus hautes. La vitesse orbitale tout en haut de l’ascenseur serait si
grande qu’un satellite qui y serait largué n’aurait pas besoin de moteur pour échapper à l’attraction terrestre.
Vénus, Mars, Jupiter et même la sortie du système solaire seraient accessibles sans énergie supplémentaire que
celle requise pour atteindre l’orbite géostationnaire.
D’après “The orbital tower : a spacecraft launcher using the Earth’s rotational energy”, article original de Jérôme
PEARSON en 1975 et http ://blog.belial.fr/post/2010/04/18/Ascenseur-vers-l-espace, article de R. LEHOUCQ
câble
ascenseur
orbite
géostationnaire
Terre
Données :
Constante de gravitation : G = 6,67 × 10−11 uSI
Masse de la Terre : M T = 5,98 × 1024 kg
Rayon de la Terre : R T = 6,38 × 106 m
Période de rotation de la Terre (jour sidéral) : T0 = 8,62 × 104 s
2/8
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février 2014
câble
ascenseur
Dans tout le problème, les forces de frottement
sont négligées.
1. Satellite géostationnaire
orbite
1.1. Définir un satellite géostationnaire puis donner la valeur de sa périodegéostationnaire
dans le référentiel géocentrique.
2π
.
1.2. En déduire l’expression de la vitesse v du satellite en fonction du rayon r S de son orbite et de ω0 =
Terre
T0
GM T
1.3. En utilisant la deuxième loi de Newton, montrer que ω20 r S = 2 .
rS
1.4. Calculer la valeur de r S . Est-elle en accord avec l’altitude annoncée dans le texte ?
2. Câble avec son ancre
Le câble est supposé tendu parfaitement verticalement au-dessus d’un point E de l’équateur. À son extrémité est fixée une ancre de masse m. Afin de simplifier l’étude, nous supposons le câble de masse négligeable.
La distance entre le centre O de la Terre et l’ancre M est notée r = OM et on introduit le vecteur unitaire
# » dirigé de O vers M.
radial u
r
M
r
O!
ur
L’étude se fait dans le référentiel terrestre qui n’est pas galiléen. Cependant, on peut tout de même appliquer la deuxième loi de Newton à condition de rajouter des forces dites d’inertie. Dans le cas étudié, il s’agit
#»
# ».
de la force centrifuge dont l’expression F = mω20 r u
r
2.1. Montrer que cette méthode permet de retrouver le résultat de la question 1.3. pour un satellite géostationnaire.
2.2. Montrer que la force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur l’ancre peut s’écrire
r2 # »
#»
F = − mω20 r S × S2 u
r.
r
#»
2.3. Expliquer pour quelle raison le câble exerce une force T (r) sur la masse. Comment est-elle orientée ?
2.4. Appliquer la deuxième loi de Newton à l’ancre dans le référentiel terrestre et en déduire que :
#»
T (r) = mω20 r S
#»
"
r 2S
#
r #»
−
ur
r2 r S
2.5. Que vaut T (r S ) ? Quel commentaire cela appelle-t-il ?
2.6. On place l’ancre à la distance r = 2r S du centre de la Terre. Quelle est la masse maximale de l’ancre
afin que la tension du câble ne dépasse pas la valeur de rupture T max = 1 × 106 N ?
3. Montée de l’ascenseur
Considérons un ascenseur, de masse m0 = 4,00 × 103 kg, qui monte le long du câble. À la date t = 0, il part du
point E d’altitude z = 0 et arrive à la station d’altitude z = 3,6 × 107 m. La montée se fait en deux phases : une
phase d’accélération constante d’intensité a = 1,0 m · s−2 pendant une durée t 0 = 400 s suivie d’une phase à
vitesse constante v0 .
3.1. Déterminer la vitesse v0 et l’altitude z0 atteintes à la fin de la phase d’accélération.
3.2. En déduire la durée totale de la montée. Est-elle compatible avec la valeur donnée dans le texte ?
3.3. Justifier le fait que pendant la première phase du mouvement, la force de gravitation exercée par la
Terre est presque constante.
3.4. L’ascenseur est mû par un moteur électrique. En négligeant les frottements, calculer la variation l’énergie mécanique de l’ascenseur entre z = 0 et z0 .
3.5. En supposant que le rendement du moteur est égal à 80 %, calculer la puissance moyenne développée
par celui-ci durant l’accélération.
3.6. Comment évolue la puissance développée par le moteur lors de la deuxième phase de la montée ?
3.7. Pourquoi n’a-t-on plus besoin du moteur pour lancer des sondes dans l’espace le long du câble situé
au-delà de l’orbite géostationnaire ?
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EXERCICE 2 : Titrage d’un comprimé d’ibuprofène
février 2014
5 points
Afin de réaliser le titrage de l’ibuprofène contenu dans un comprimé d’« ibuprofène 400 mg » :
– on réduit en poudre le comprimé dans un mortier à l’aide d’un pilon ;
– on sépare la molécule active des excipients par dissolution dans l’éthanol que l’on évapore ensuite (les excipients
sont insolubles dans l’éthanol) ;
– on introduit la poudre obtenue dans un bécher et on ajoute environ 40 mL d’eau distillée ;
– le titrage est effectué à l’aide d’une burette graduée contenant une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium
(Na+ (aq) + HO– (aq)) de concentration molaire apportée C b = 0,20 mol · L−1 . Le titrage est suivi par pH-métrie
et les courbes obtenues sont tracées.
1. Réaliser un schéma du montage permettant d’effectuer le titrage.
2. Définir l’équivalence d’un titrage.
3. On rentre dans un tableur-grapheur les différentes valeurs du pH mesurées en fonction du volume Vb de
solution d’hydroxyde de sodium ajoutée. On utilise les fonctionnalités du tableur-grapheur pour dériver le
dpH
pH par rapport à Vb , la grandeur obtenue est notée
. Les courbes tracées suite au titrage pH-métrique
dVb
dpH
= g(Vb ). (voir à la fin de l’exercice).
sont pH = f(Vb ) et
dVb
dpH
3.1. Parmi les courbes 1 et 2, quelle est celle qui représente pH = f(Vb ) et celle qui représente
= g(Vb ) ?
dVb
Justifier.
3.2. Déterminer la valeur du volume équivalent par une méthode de votre choix.
On note, à présent, l’ibuprofène R-COOH.
4. À quel couple acide/base appartient l’ion hydroxyde HO– ?
5. Écrire l’équation de la réaction support du titrage.
6. Quelles caractéristiques doit posséder une réaction chimique pour être utilisée lors d’un titrage ?
7. Le pK A du couple auquel appartient l’ibuprofène est, à 25 ◦C, pK A = 4,5.
Placer sur un diagramme les domaines de prédominance des espèces du couple R−COOH/R−COO– .
En utilisant le document 3, déterminer quelle espèce prédomine en début de titrage.
8. La solution d’hydroxyde de sodium (de concentration C b ) est initialement placée dans la burette.
Calculer le pH de cette solution aqueuse dans l’hypothèse d’une solution diluée.
Quelles précautions d’utilisation convient-il de prendre ? Justifier.
9. À l’aide des questions 2. et 5, déterminer la quantité de matière d’ions hydroxyde n E (HO– ) versée à l’équivalence et en déduire la quantité de matière n i (ibu) d’ibuprofène titré.
10. Déduire des résultats précédents la masse m d’ibuprofène titré et comparer cette dernière à la valeur attendue.
11. On souhaite évaluer l’incertitude U(m) sur la masse m liée aux différentes sources d’erreurs avec un niveau
de confiance de 95%. Dans ces conditions :
• l’incertitude sur la mesure du volume versé par cette burette est Uvol = 0,16 mL ;
• l’incertitude sur la concentration en hydroxyde de sodium est UCb = 0,010 mol · L−1 .
sµ
¶ µ
¶
UCb 2
Uvol 2
U(m)
=
+
.
L’incertitude U(m) sur la masse est alors telle que :
m
VE
Cb
Présenter le résultat de la valeur de la masse m sous la forme m = m ± U(m).
12. Parmi les indicateurs colorés acido-basiques proposés dans le tableau ci-après, quel est celui qui est le mieux
adapté au titrage précédent ? Justifier.
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indicateur coloré
vert de bromocrésol
phénolphtaléine
jaune d’alizarine
couleur acide
jaune
incolore
jaune
février 2014
zone de virage
3,8 – 5,4
8,2 – 10
10,1 – 12,0
couleur basique
bleu
rose
rouge orangé
2
2
Données :
!U " !U "
U(m)
L’incertitude
U(m)desur
la masse est
alors H
telle que : g · mol
= −1#. vol $ + # Cb $ .
Masse molaire
l’ibuprofène
: M(C
13 18 O2 ) = 206 m
% VE & % Cb &
Produit ionique de l’eau : K e = 1,0 × 10−14 à 25 ◦C.
Présenter le résultat de la valeur de la masse m sous la forme m = m ± U(m).
Document 3 :
3.12. Parmi les indicateurs colorés acido-basiques proposés dans le tableau ci-après, quel est celui qui est
le mieux adapté au titrage précédent ? Justifier.
Indicateur coloré
Couleur acide
Zone de virage
Couleur basique
Vert de bromocrésol
jaune
3,8 – 5,4
bleu
Phénolphtaléine
incolore
8,2 – 10
rose
Jaune d’alizarine
jaune
10,1 – 12,0
rouge-orangé
Données :
Masse molaire de l’ibuprofène : M(C13H18O2) = 206 g.mol-1.
5/8
Produit ionique de l’eau : Ke = 1,0 × 10–14 à 25°C.
alimentaire, en tant qu'intermédiaire de synthèse dans l'industrie pharmaceutique.
La composition de la gousse de vanille est très riche en arômes
dont2014
le principal e
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février
son coût d'extraction élevé, on lui préfère souvent aujourd'hui la vanilline
l'éthylvanilline qui a un pouvoir aromatisant 2 à 4 fois plus grand.
EXERCICE 3 : L’arôme de vanille (pour les non-spécialistes de Physique -Chimie) 5 points
http://labolycee.org
La vanille est le fruit d’une orchidée grimpante,
le vanillier, qui a besoin d’un
ICE III. L’ARÔME
DE
VANILLE
(5
points)
climat tropical chaud et humide pour se développer. On la cultive à Madagascar,
à Tahiti, à La Réunion, en Amérique du Sud...
idée grimpante,
vanillier,
a besoin domaines
d'un climat
tropical
chaud etla parfumerie,
Elle est le
utilisée
dans qui
de nombreux
comme
par exemple
cultive à l’industrie
Madagascar,
à
Tahiti,
à
La
Réunion,
en
Amérique
du
Sud...
agro-alimentaire, en tant qu’intermédiaire de synthèse dans l’industrie pharmaceutique.
reux domaines
comme depar
exemple
la parfumerie,
l'industrie
agroLa composition
la gousse
de vanille
est très riche
en arômes
dont le principal
re de synthèse
l'industrie
pharmaceutique.
est la dans
vanilline.
Du fait
de son coût d’extraction élevé, on lui préfère souvent
aujourd’hui la vanilline de synthèse ou encore l’éthylvanilline qui a un pouvoir
anille est très
riche en 2arômes
principal est la vanilline. Du fait de
aromatisant
à 4 foisdont
plusle
grand.
!
!
OH!
OH
O!
O!
Molécule
de vanilline
Molécul
vanilline
lui préfère souvent aujourd'hui la vanilline de synthèse ou encore
romatisantDosage
2 à 4 fois
plus grand.
spectrophotométrique
de la vanilline contenue dans un extrait de vanille acheté dans le commerce
Principe du dosage
!
!
OH!
O!
O!
1. À propos de la molécule de vanilline.
OH!
La vanilline contenue dans un échantillon du commerce (solution aqueuse su1.1. La molécule de vanilline possède-t-elle un carbone asymétrique ? J
crée) est extraite par du dichlorométhane.
O! molécule de vanilline possède plusieurs groupes caractéristiques
1.2. La
Un traitement
basique à l’aide d’une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium
(Na+ (aq) + HO–Après
(aq)) permet
repasser
la molécule
vanilline en
solution
avoir ensuite
recopiédelafaire
formule
de la
sur
votre copie, ent
aqueuse sous forme
d’ion
phénolate
représenté
ci-contre.
d'entre eux.
On réalise ensuite un dosage par étalonnage de cet ion par spectrophotométrie
en justifiant
brièvement
si les propositions
suivantes
sont v
UV-visible1.3.
afinIndiquer
de déterminer
la concentration
en vanilline
de l’échantillon
du
commerce.
Proposition a : les molécules de vanilline et d'éthylvanilline sont isom
O!
Étape
1 : Extraction
de la vanilline
et passage
en solution basique
Proposition
b : les molécules de vanilline et d'éthylvanilline sont chir
Molécule
de vanilline
Molécule
d'éthylvanilline
– À 1,0 mL d’échantillon de vanille liquide, on ajoute 10 mL d’eau distillée.
– On procède à trois extractions successives
en utilisant
à chaque fois 20 mL dede
dichlorométhane.
2. Dosage
spectrophotométrique
la vanilline contenue dans un ex
– À partir de la phase organique, on extrait
trois
la vanilline avec 50 mL d’une solution aqueuse d’hydroxyde
dans
lefois
commerce
−1
e vanilline.de sodium de concentration 0,1 mol · L .
– On rassemble les phases aqueuses. Principe du dosage
possède-t-elle
carbone asymétrique
Justifier
la réponse.
Étape 2 un
: Préparation
de la solution à? doser
et mesure
de son absorbance
!
!
O
On
introduit
les
phases
aqueuses
précédentes
dans
une
fiole jaugée
de 250,0contenue
mL et ondans
complète
jusqu’au trait
de
possède plusieurs groupes caractéristiques.
La vanilline
un échantillon
du commerce
−1
jauge avec la solution aqueuse d’hydroxyde de sodium de concentration
0,1par
moldu
· Ldichlorométhane.
.
est extraite
ormule de
la molécule sur votre copie, entourer et nommer
deux
La mesure de l’absorbance de la solution à doser donne
A
=
0,88.
O!
Un traitement
basiquedeàleur
l'aide
d'une solution aqueuse
Étape 3 : Préparation d’une gamme étalon de solutions de vanilline
basique et mesure
absorbance
+
(Na (aq)dans
+ HO
) permetaqueuse
ensuite d’hydroxyde
de faire repasser
(aq)solution
d’une solution
mère de sont
vanilline,
onou
prépare
par: dilution
une
de la vani
èvement À
si partir
les propositions
suivantes
vraies
fausses
−1
sous
forme
d'ion
phénolate
représenté
ci-contre.
sodium de concentration 0,1 mol · L des solutions filles et on mesure leur absorbance.
cules de vanilline et d'éthylvanilline sont isomères.
Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous :
On réalise ensuite un dosage par étalonnage de cet ion par
−
−
cules de vanilline et d'éthylvanilline
sont chirales.S
solution fille
de déterminer
laS5 concentration en vanill
S2 visible Safin
S4
3
commerce.
O!
1
5
ique de laconcentration
vanilline contenue
dans
en vanilline
(molun
· L−extrait
) 5,0 ×de
10−vanille
4,0 ×acheté
10−5 3,0 × 10−5 2,0 × 10−5 1,0 × 10−5
absorbance
1
1,36
1,08
0,81
0,54
0,27
Données :
–
acido-basiques
de l’eau :(solution
H3 O+ /H2 O
et H2 O/HO
.
ne contenue dansCouples
un échantillon
du commerce
aqueuse
sucrée)
Dichlorométhane
CH
Cl
:
densité
d
=
1,33
;
non
miscible
à l’eau.
e par du dichlorométhane.
2 2
Vanilline C8 H8 O3 : soluble dans la plupart des solvants organiques, très peu soluble dans l’eau ; Masse
ment basique
à l'aide d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium
molaire moléculaire M vanill ine = 152 g · mol−1 .
HO (aq)) permet ensuite de faire repasser la vanilline en solution aqueuse
e d'ion phénolate représenté ci-contre.
−
ensuite un dosage par étalonnage de cet ion par spectrophotométrie UVin de déterminer la concentration en vanilline de l'échantillon du
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février 2014
ANNEXE 2 À RENDRE AVEC LA COPIE
1. Reproduire le schéma donné en indiquant,
lors
l’extraction
par le :dichlorométhane
de la vanilline :
Nom
de de
le l’instrument
de verrerie
……………………………………………………….
– le nom de l’instrument de verrerie utilisé ;
– la phase dans laquelle se trouve la vanilline en fin d’extraction en
justifiant sa position.
2.2. L’équation de réaction de la vanilline avec les ions hydroxyde de la solution d’hydroxyde
sodium2.s'écrit
:
Document 1 sodium s’écrit :
L’équation
de réaction de la vanilline avec les ions hydroxyde de la solution d’hydroxyde
OH
O−
O
O
+
HO−
O
+ H2O
O
Dans la théorie de Brönsted, la vanilline est-elle un acide ou une base ? Expliquer la réponse.
3. Le spectre d’absorption UV-visible de l’ion phénolate est donné ci-dessous :
A
Dans la théorie
de Brönsted, la vanilline est-elle un acide ou une base ? Expliquer la réponse.
0,8
2.3.
Le spectre d'absorption UV-visible
l'ion
donné
ci-dessous
:
3.1.de
Cet
ionphénolate
absorbe-t-ilest
dans
le domaine
du visible
? Justifier la
0,6
réponse à l’aide du graphe ci-dessus.
3.2. On rappelle que la présence de sept liaisons conjuguées ou plus
dans une molécule organique qui ne présente pas de groupe caractéristique forme le plus souvent une substance colorée. Les solutions basiques de vanilline sont-elles colorées ? Expliquer pourquoi
à l’aide de la structure de l’ion phénolate.
0,4
0,2
0
280
320
360
λ (nm)
400
440
4. Graphe
4.1. Tracer sur papier millimétré la courbe d’étalonnage A = f(c) (Éch. 1 cm pour 0,10 en absorbance et 1 cm
pour 0,50 × 10−5 mol · L−1 en concentration )
Document 2
4.2. La loi de Beer-Lambert est vérifiée. À l’aide du graphique précédent, expliquer pourquoi elle s’énonce
2.3.1. Cetsous
ion la
absorbe-t-il
dans le domaine du visible ? Justifier la réponse à l'aide du graphe ciforme A = k.c.
dessus.
5. Déterminer
en détaillant
la méthode
utilisée
la concentration
vanilline
dans une
la solution
à doser. On
2.3.2. On
rappelle que
la présence
de sept
liaisons
conjuguéesenou
plus dans
molécule
précise
que
la
concentration
en
vanilline
est
égale
à
celle
de
l’ion
phénolate.
organique qui ne présente pas de groupe caractéristique forme le plus souvent une
6. Compte tenu
du protocole
suivi, en basiques
déduire la de
concentration
en g · L−1 decolorées
vanilline ?
dans
l’échantillon de
substance
colorée.
Les solutions
vanilline sont-elles
Expliquer
vanille àliquide
pourquoi
l'aidedu
decommerce.
la structure de l'ion phénolate.
2.4.
2.4.1. Tracer sur papier millimétré donné le document 2 de l’ANNEXE, À RENDRE AVEC LA
COPIE la courbe d'étalonnage A = f(c) (Échelle : 1 cm pour 0,10 en absorbance et
1 cm pour 0,50×10−5 mol.L−1 en concentration).
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EXERCICE 4 : L’artémia (exercice de spécialité) 5 points
L’artémia
estd’eau
le nom
d’un
petit Cette
crustacé
qui possède
la particularité de pouvoir vivre dans des milieux
lèvement
d’unscientifique
marais de la zone
choisie.
eau contient
exclusivement
très salés
tels
que
certains
lacs
et
marais
salants.
Pour
se
développer,
les artémias ont besoin de vivre dans un mides ions sodium et des ions chlorure.
lieu marin dont la teneur (ou la concentration massique) moyenne en ions chlorure Cl– est supérieure à 30 g · L−1 .
La méthode utilisée permet de doser les ions chlorure par précipitation avec les
Dansions
cesargent
conditions,
leur développement n’est pas compromis car les prédateurs aquatiques ne supportent pas
Ag+. L’équation bilan décrivant la réaction s’écrit :
des conditions salines aussi élevées. Avant d’implanter un élevage d’artémias dans des marais salants du sud de
+(aq) + Cl–(aq)
AgCl(s) .
Agde
la France, on se propose
déterminer la concentration
en ions chlorure d’un prélèvement d’eau d’un marais de la
chlorureCette
d’argent
est unexclusivement
solide blanc. L’équivalence
du dosage
zoneLechoisie.
eauformé
contient
des ions sodium
etsera
des ions chlorure. La méthode utilisée permet
+
déterminée
de
deux
manières :
de doser les ions chlorure par précipitation avec les ions argent Ag . L’équation bilan décrivant la réaction s’écrit :
! en utilisant un indicateur coloré,
Ag+ (aq) + Cl− (aq) −−→ AgCl(s).
! en mesurant la conductivité lors du dosage.
Le chlorure
d’argent
un solide
blanc.
du grains
dosage sera déterminée de deux manières :
L’indicateur
coloré deformé
fin de est
réaction
est préparé
en L’équivalence
dissolvant quelques
de
dichlorofluorescéine
dans
un
mélange
eau-éthanol
(méthode
de
Fajans).
La
Ü en utilisant un indicateur coloré,
solution obtenue a une couleur jaune. La présence d’ions sodium Na+, chlorure
Ü en
mesurant la conductivité lors du dosage.
Cl– ou nitrate (NO3–) ne modifie pas la couleur de la dichlorofluorescéine. Par
+, la solution
L’indicateur
ded’ions
fin de
est de
préparé
en dissolvant
quelques
grains de dichlorofluorescéine dans un
contre, en coloré
présence
Agréaction
dichlorofluorescéine
prend
une
couleur
rose-rouge. (méthode de Fajans). La solution obtenue a une couleur jaune. La présence d’ions sodium
mélange
eau-éthanol
–
Na+ ,!chlorure
ou nitrate
NO–3 nesimple
modifie
la couleur
la dichlorofluorescéine. Par contre, en présence
Proposer Cl
un protocole
expérimental
maispas
complet
(nom dede
la verre+
d’ions Ag
,
la
solution
de
dichlorofluorescéine
prend
une
couleur
rose-rouge.
rie, volumes prélevés, concentration des réactifs…) qui permette d’illustrer
le
principe deun
la détermination
de l’équivalencesimple
avec l’indicateur
coloré préparé.
1. Proposer
protocole expérimental
mais complet
(nom de la verrerie, volumes prélevés, concentraréactifs...)
"tion
Fairedes
un schéma
annotéqui
du permet
dispositif d’illustrer
de titrage. le principe de la détermination de l’équivalence avec l’indicateur
conductivité (mS. m–1)
coloré préparé.
En septembre 2003, après un été caniculaire, on a prélevé un échantillon d’eau
2.dans
Faire
un schéma
annoté
dispositif
de titrage.
un marais
salant de
la zonedu
prévue
pour implanter
l’élevage d’artémias. On
dilue 10 fois cette eau pour obtenir la solution S1 à doser. On réalise le dosage
3. En septembre 2003, après un été caniculaire, on a prélevé un échantillon d’eau dans un marais salant de
d’un volume V1 = 10,0 mL de solution S1 par une solution S2 de nitrate d’argent
zone prévue
d’artémias.
On dilue
10 fois cette eau pour obtenir la solution S1 à
–1. Le volume
delaconcentration
C2 pour
= 1,00implanter
× 10 –1 mol.Ll’élevage
de nitrate d’argent
versé
doser.
On
réalise
le
dosage
d’un
volume
V
=
10,0
mL
de
solution
S1 par une solution S2 de nitrate d’argent
1
à l’équivalence est : VE = 15,2 mL.
de concentration C 2 = 1,00 × 10−1 mol · L−1 .
# Le marais salant étudié est-il adapté à l’élevage d’artémias ? (Vous présenLe
volume
de nitrate
d’argentaprès
versé
l’équivalence
E = 15,2 mL.
terez
clairement
vos conclusions
uneà analyse
complèteest
des: V
données
Le
marais salant étudié est-il adapté à l’élevage d’artémias ? (Vous présenterez clairement vos conclusions
fournies.)
après une analyse complète des données fournies.)
Une étude complémentaire est réalisée en utilisant une méthode conductimé4.trique
Unepour
étude
complémentaire
réalisée
en utilisant
méthode conductimétrique pour suivre le même
suivre
le même dosage. Leest
document
ci-dessous
présenteune
l’évolution
dedosage.
la conductivité
électriqueci-dessous
au cours du
dosage en
fonction dudevolume
de
Le document
présente
l’évolution
la conductivité
électrique σ au cours du dosage en
nitrate
d’argent
versé.
fonction du volume de nitrate d’argent versé.
250
200
150
100
50
0
0
5
10
15
20
25
V (mL)
artémia
Expliquer, sans calculs, l’évolution de la conductivité au cours du dosage.
Cette étude complémentaire modifie-t-elle les
conclusions
du 3) ? 57
(Vous présenterez clairement votre réponse
Séquence
2 – SP03
après une analyse complète des données fournies.)
Donnée : Masse molaire atomique du chlore : M(Cl) = 35,5 g · mol−1 .
© Cned – Académie en ligne
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