Physique-Chimie Terminale

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Exercices Pour s'entraîner
P.54-56




Exercices




Pour s'entraîner


25
Solubilité du chlorure de plomb

REA : Appliquer une formule

On souhaite connaître la solubilité du chlorure de plomb ; , c’est-à-dire la concentration maximale que l’on peut obtenir par dissolution dans l’eau. On élabore pour cela une solution saturée en chlorure de plomb, dont on mesure la conductivité. On obtient  mS·m-1.

1. Calculer la concentration en quantité de matière de la solution analysée.


2. En déduire la solubilité du chlorure de plomb dans l’eau, en (g·L-1).


Chlorure de plomb
Chlorure de plomb

Données
  • Masses molaires atomiques : g·mol-1 et g·mol-1
  • Conductivités molaires ioniques à 25 °C : S·m2·mol-1 et S·m2·mol-1

26
Gymnastique mathématique

REA : Appliquer une formule

On mesure la conductivité de trois solutions de concentration identique en soluté apporté :
  • : mS·m-1 ;
  • : mS·m-1 ;
  • : mS·m-1.

1. Exprimer , , et en fonction de .


2. En déduire une expression de , conductivité de la solution , de même concentration que les précedentes en fonction de , et .


3. Calculer .

27
Autre gymnastique

REA : Appliquer une formule

On mesure la conductance de trois solutions de même concentration en soluté apporté et à l’aide du même matériel de mesure :
  • mS ;
  • mS ;
  • mS.

1. Exprimer la conductance d’une solution de même concentration, en fonction de , et .


2. Calculer la valeur de .

Comprendre les attendus

28
Dose par étalonnage

APP : Extraire l’information utile

On procède au dosage par étalonnage d’une solution de sulfate d’ammonium . On obtient les valeurs suivantes.

Concentration (mmol·L-1)
Conductance (mS)

1. Tracer la courbe d’étalonnage et commenter son allure.
Lancer le module Geogebra
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2. Établir l’équation de la droite obtenue.


3. La conductance de la solution analysée est égale à mS. Déterminer sa concentration en soluté apporté, exprimée en (g·L-1).


Données
  • Masses molaires atomiques : g·mol-1, g·mol-1, g·mol-1 et g·mol-1.

Détails du barème

TOTAL /7 pts
1. Légender les axes, placer les graduations et donner un titre.
2 pts
Tracer le graphique soigneusement.
1 pt
Identifier la situation de proportionnalité.
0,5 pt
2. Donner l'équation de la droite
1,5 pt
3. Calculer la concentration en quantité de matière à partir de l’équation précédente.
1 pt
Convertir en (g·L-1)
1 pt

29
Paramètres influençant la conductance

APP : Faire des prévisions à l’aide d’un modèle

On désire connaître la conductance d’une solution, mais on ne dispose pas de conductimètre.

1. Schématiser le montage à réaliser et préciser ce que l’on nommera et .
Les valeurs relevées sont  V,  mA,  cm2 et  cm.

Dessinez ici


2. Calculer la valeur de la conductance de cette solution.
On considère la relation liant la conductance et la conductivité  :



3. Préciser comment évoluerait si doublait. De la même manière, préciser l’évolution de si doublait et si le volume de solution utilisée doublait.


4. Calculer la conductivité de la solution.

30
Solution antiseptique

RAI/ANA : Construire un raisonnement

La solution de Dakin est une solution antiseptique colorée en rose en raison de l’ajout de permanganate de potassium , de masse molaire g·mol·L-1.

1.La solution de Dakin apparaît magenta. Préciser si elle absorbe davantage la lumière à  nm ou à nm en longueur d’onde.


2. Proposer un protocole expérimental permettant de vérifier la concentration en permanganate de potassium donnée sur l’étiquette.


3. Les résultats expérimentaux permettent de conclure que la concentration en permanganate de potassium est égale à mol·L-1. Comparer à l’indication fournie sur l’étiquette.


Étiquette d’un antiseptique
Composition Dakin


31
Éthylotest

APP : Extraire l’information utile

Un éthylotest contient des ions dichromate jaunes qui oxydent l’éthanol expiré par le conducteur pour former des ions chrome verts et de l’acide éthanoïque

1. Écrire l’équation de la réaction d’oxydation de l’éthanol par les ions dichromate.


2. Proposer une allure pour les spectres d’absorption UV-visible des ions dichromate (une bande) et des ions chrome (deux bandes).
➜ Cercle chromatique en rabat de fin
Dessinez ici


3.Préciser quelles sont les principales bandes caractéristiques présentes sur le spectre IR de l’éthanol ainsi que sur celui de l’acide éthanoïque
➜ Fiche méthode 16, p. 590



Données
  • Couples d’oxydoréduction : et

32
Copie d’élève à commenter

Proposer une justification pour chaque erreur relevée par le correcteur.

On mesure la conductivité d’une solution de bromure de magnésium ; égale à mS·m-1.

1. Schématiser le montage expérimental.

Le montage utilisé est le suivant :

Montage
Dessinez ici

2. Déterminer la concentration de la solution en soluté apporté, exprimée en (mol·L-1).

D'après la loi de Kohlrausch, on peut écrire :






AN :


mol⋅L-1


3. Conclure quant à la validité du calcul.

La concentration n’étant pas très élevée, la loi de Kohlrausch est valide.


Données
  • Conductivités molaires ioniques à 25 °C :
    mS·m2·mol-1 et
    mS·m2·mol-1

33
Histoire d’unités en QCM

REA : Appliquer une formule

Une cellule de conductimétrie a les dimensions suivantes : cm2, mm. On mesure la conductance μS dans une solution de chlorure de magnésium .

1. En déduire la conductivité de la solution.




2. Déterminer la concentration en quantité de matière de la solution.





Données
  • Conductivités molaires ioniques à 25 °C : mS·m2·mol-1 et mS·m2·mol-1

34
Famille des amides

APP : Extraire l’information utile

Le spectre infrarouge d’un composé organique X, de formule est donné ci-dessous. On rappelle que la liaison donne une seule bande pour et deux bandes pour .


1. Repérer sur le spectre les bandes caractéristiques des liaisons .
➜ Fiche méthode 16, p. 590


2. Le composé X est un amide, c’est-à-dire qu’il contient un enchaînement , possédant au moins une liaison . Établir les formules semi-développées des trois molécules possibles de X.


3. Parmi ces molécules, identifier X grâce à son spectre.
Justifier le choix effectué.



Spectre infrarouge du composé X

Spectre infrarouge du composé X

35
Techniques d’obtention de spectres IR

RAI / ANA : Justifier un protocole

Le doc. 1 ci-dessous présente les techniques courantes pour obtenir le spectre IR d’un composé.

1. Reformuler la deuxième phrase du doc. 1 en utilisant le verbe approprié « absorber » ou « transmettre ».


2. Préciser ce qui se produirait si on lavait à l’eau les pastilles de .


3. Chercher la différence entre un solide « en suspension » et un solide « dissous ».


4. Préciser la raison pour laquelle il est important que l’échantillon soit sec avant de réaliser son spectre infrarouge.


Doc. 1
Obtention d’un spectre infrarouge


On peut enregistrer le spectre d’un corps à l’état gazeux, liquide, solide ou en solution.
  • Si le corps est gazeux, on utilise des cellules spéciales, jamais en verre, car il est opaque aux radiations infrarouges.
  • Si le corps est liquide, on dispose un film de ce corps entre deux pastilles de ou de (attention à ne pas les laver à l'eau).
  • Si le corps est solide, il est broyé avec du ou du et comprimé en pastille par une presse. Il peut aussi être étudié en suspension dans le Nujol (mélange d’hydrocarbures).
  • On peut aussi le dissoudre dans une solution. Les solvants utilisés doivent absorber très peu dans l’infrarouge. On utilise en général :
  • Attention ! Il est impératif que l’échantillon étudié soit bien sec, car l’eau absorbe beaucoup.
D’après lycee-champollion.fr.


Doc. 2
Préparation d’une pastille pour réaliser un spectre IR

Préparation d’une pastille pour réaliser un spectre IR
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