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Physique -
Chimie
services
de santé des
armées d'après
concours 2004
ondes
- oscillations
mécaniques -
projectile-
radioactivité
- acide
base - conductivité,
cinétique, pile
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Ondes (4 points)
- Ondes mécaniques
Un vibreur est le siège d’un mouvement
vibratoire périodique de fréquence f = 100
Hz. Les vibrations qu’il crée se propagent le
long d’une corde élastique, à partir
de son extrémité S, avec la
célérité v = 8,0
m.s–1.
- Exprimer littéralement puis calculer la longueur
d’onde l de l’onde
qui se propage le long de la corde.
- Comparer le mouvement d’un point A situé
à 16 cm du point S à celui d’un point
B situé à 40 cm de S. Justifier.
- 2. Ondes sonores
Les chauves-souris sont capables de repérer leurs
proies grâce aux ondes ultrasonores. Elles
émettent des ultrasons et l’analyse de
l’écho renvoyé par les proies permet
de localiser celles-ci. On suppose qu’une
chauve-souris veuille repérer un insecte
situé à une distance d = 3,5 m d’elle.
La chauve-souris et l’insecte sont immobiles dans le
référentiel terrestre. La vitesse de
propagation des ondes ultrasonores dans l’air est v
= 350 m.s–1. Le milieu ambiant est
supposé homogène et non dispersif.
- Définir un milieu non dispersif.
- Quelle doit-être la durée maximale de
l’émission pour que le front de l’onde
réfléchie ne se superpose pas à
l’onde émise ?
- 3. Ondes lumineuses
La lumière monochromatique issue d’un laser
est diffractée par une fente fine verticale de
largeur a. La figure de diffraction est observée
sur un écran situé à la distance D
de la fente. La largeur de la tache centrale a pour
valeur 2d. On appelle écart angulaire l’angle
q entre le milieu de la tache
centrale et la première extinction.
- Faire une figure claire, dans le plan horizontal
contenant le faisceau laser et la figure de diffraction,
en y indiquant les grandeurs d, D et q.
- L’écran est situé loin de la fente
et l’écart angulaire est petit : on peut
faire l’approximation q
=tan q. ( q
étant exprimé en radians). En
déduire l’expression de q
en fonction de d et D.
- L’écart angulaire q
dépend de la longueur d’onde l
de la radiation utilisée ainsi que de la largeur
de la fente. Donner l’expression littérale
correspondante.
- En déduire l’expression littérale de
la longueur d’onde l en
fonction de d, D et a.
- Calculer la longueur d’onde l
sachant que a = 0,10 mm, D = 2,0 m et d = 2,0 cm.
corrigé
longueur d'onde
l =v /f
= 8/100 = 0,08
m.
mouvement d’un point A situé à 16 cm
(soit 2l) du point S : A et S
sont distants d'un nombre entier de longuer d'onde : ils
vibrent en phase
mouvement d’un point B situé à 40 cm (
soit 4,5 l ) de S : A et B sont
distants d'un nombre impair de demi longueur d'onde : ils
vibrent en opposition de phase
Dans un milieu non dispersif la
célérité des ondes est
indépendante de la fréquence des ondes.
durée maximale de l’émission pour que
le front de l’onde réfléchie ne se
superpose pas à l’onde émise :
l'émission doit cesser dès que le front de
l'onde réfléchie atteint le récepteur (
la chauve souris) ; onde incidente et
réfléchie ont parcouru 2d=7 m à la
célérité de 350 m/s.
t= d/v= 7 / 350 = 0,02
s.
l= ad/D avec a=
10-4 m ; d= 0,01 m et D= 2m
l= 10-4*
10-2/2 = 0,5 10-6 m =
500 nm.
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(6 points)
Un pendule élastique est constitué
d’un mobile de masse m = 100 g pouvant se
déplacer sur un banc à coussin d’air
horizontal. Ce mobile est attaché à un point
fixe par un ressort à spires non jointives de raideur
k = 10 N.m–1. À
l’équilibre, la position du centre
d’inertie du mobile coïncide avec le point O,
origine du repère (O ; i ). On écarte le
solide de sa position d’équilibre et on le lance
avec une vitesse v0 à un instant pris
comme origine des dates.
Le référentiel terrestre est
considéré comme galiléen pendant la
durée de l’étude. Les frottements
exercés par l’air peuvent être
modélisés par une force f colinéaire et
de sens opposé au vecteur vitesse v du centre
d’inertie G du mobile telle que la valeur de f soit
f=mv
- Exprimer la coordonnée Fx de la
force F exercée par le ressort sur le solide en
fonction de l’abscisse x du centre d’inertie
G.
- Exprimer la coordonnée fx de la
force de frottement f en fonction de la coordonnée
vx du vecteur vitesse v .
- Faire le bilan des forces appliquées au solide
lors de son mouvement (t = 0). Représenter ces
forces, sans souci d’échelle, sur deux
schémas différents numérotés,
(dans chacun des cas, le mobile sera
représenté dans la position qu’il
occupe sur le schéma ci-dessus à
l’instant de date t1 :
- schéma n°1 : lorsque le mobile
s’éloigne de sa position
d’équilibre ;
- schéma n°2 : lorsque le mobile
s’approche de sa position
d’équilibre.
- En appliquant la deuxième loi de Newton,
établir l’équation
différentielle vérifiée par
l’abscisse x du centre d’inertie G du
mobile.
- On suppose maintenant que les frottements
exercés par l’air sont négligeables.
Dans ce cas, l’équation différentielle
du mouvement admet une solution de la forme x =
Xm cos (2p
t/T0+j0)
- Donner l’expression littérale de la
période propre T0 en fonction des
grandeurs caractéristiques de l’oscillateur.
Calculer T0.
- Calculer les valeurs de Xm et de
j0 sachant que :
x(t = 0) = x0 = + 2,0 cm et vx(t =
0) = v0x = – 0,20
m.s–1.
corrigé
projection
sur l'axe horizontal : ( attention l'abscisse x est
négative , solide à gauche de O) Fx
= -kx
déplacement
à droite, la vitesse a le sens de l'axe v>0 et
fx = -mv:
-kx -mv
= mx" avec v= dx/dt = x'
mx"
+mx'+kx
=0
déplacement
à gauche, la vitesse a le sens contraire de l'axe v
<0 et fx = -mv
: -kx -mv
= mx" avec v= dx/dt = x'
mx"
+mx'+kx
=0.
x = Xm cos (2p
t/T0+j0)
période T0 = 2p(m/k)½=
2*3,14(0,1/10)½ = 6,28 * 0,1 =
0,628
s.
l'énergie mécanique
au moment du lâcher à t=0 est à la fois
sous forme potentielle élastique et sous forme
cinétique :
E=½kx²0 +
½mv²0 =
0,5*10*0,02²+0,5*0,1*0,2² = 4 10-3
J
lorsque la vitesse est nulle,
l'énergie mécanique est sous forme potentielle
élastique ½kX²m avec
Xm, l'amplitude en mètre.
l'énergie mécanique
se conserve ( absence de frottement) 4 10-3 =
½kX²m
Xm = (8 10-3
/ 10)½ = 2,8 10-2 m =
2,8
cm.
phase à t=0
:
x(t=0) = 0,02 = 0,028 cos j0
soit cos j0 = 2/2,8 =
0,714 soit j0 =0,77
rad ou bien j0 = -0,77
rad
vitesse , dériver x(t) par rapport au temps : x' =
v = -Xm2p /T0
sin (2p
t/T0+j0)
vitesse à t=0 : -0,2 m/s soit 0,2 =
Xm2p /T0
sin j0 ;
Xm2p /T0
étant positif alors sin
j0 doit être
positif et en conséquence j0
= 0,77 rad.
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mouvement d'un projectile (4
points)
Un jongleur lance une balle d’un point O,
verticalement vers le haut, avec une vitesse v0 .
Le centre d’inertie G de la balle
s’élève verticalement jusqu’au point
A, situé à une hauteur h au dessus du point O,
avant de redescendre. La balle, de masse m, est
considérée comme ponctuelle et en mouvement de
chute libre. Dans le référentiel terrestre,
considéré comme galiléen pendant la
durée de l’étude, on choisit un axe (Oy)
vertical et ascendant, ayant pour origine le point O de
lancement. L’instant du lancement de la balle est
choisi comme instant origine des dates. On note g la valeur
du champ de pesanteur.
- Établir l’équation
différentielle vérifiée par la
coordonnée vy du vecteur vitesse v de
la balle.
- Résoudre analytiquement cette
équation.
- En déduire que le mouvement de la balle
comporte bien une phase de montée et une phase de
descente. Exprimer la date t1 du changement de
phase en fonction de v0, valeur de la vitesse
initiale, et de g.
- Déterminer l’équation horaire y =
f(t) du mouvement de la balle.
- Exprimer la valeur v0 de la vitesse en
fonction de h et g.
corrigé
la chute étant libre, la balle n'est soumise
qu'à son poids, vertical, orienté vers le bas
la seconde
loi de Newton conduit à accélération a,
verticale, orientée vers le bas, de valeur
g.
la vitesse
est une primitive de l'accélération :
vy=
-gt +v0.
la vitesse
initiale vaut v0, puis la vitesse diminue durant
la montée; la vitesse s'annule à
t1=v0/g
puis la balle redescend et la vitesse crôit
jusqu'à la valeur v0, atteinte juste avant
de toucher le sol.
la position
de la balle est une primitive de la vitesse
:y(t) =
-½gt²+v0t.
à la
date t1=v0/g
: y(t1)=h
h=
-½g(v0/g)2+v0v0/g
=½v0² /g soit v0²
= 2gh.
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réactions
nucléaires (6 points)
Données : iode I ( Z=53) ; xénon Xe (Z=54)
; césium Cs (Z= 55) ; baryum Ba (Z= 56) ; lanthane La
(Z=57)
La masse du noyau d’un élément X sera
notée mX . mp = masse du proton
; mn = masse du neutron
Un réacteur de centrale nucléaire
fonctionne à l’uranium enrichi (3%
d’uranium 235 fissile et 97% d’uranium 238 non
fissile).
- Le noyau d’uranium 235
- Donner la composition du noyau d’uranium
23592 U.
- Donner l’expression du défaut de masse
|Dm| de ce noyau en utilisant
les notations définies
précédemment.
- Donner l’expression de l’énergie de
liaison du noyau d’uranium
23592 U. Préciser les
unités.
- Fission de l’uranium 235
Par capture d’un neutron lent, un noyau
d’uranium 235 subit une réaction de fission
d’équation :
23592 U + 10n
-->x54 Xe +
94y Sr +
310n
- Calculer les valeurs de x et de y en précisant
les lois de conservation utilisées.
- Donner l’expression de l’énergie
libérée par la fission d’un noyau
d’uranium 23592 U en utilisant
les notations définies
précédemment.
- Désintégration du noyau de
césium 137
Les produits de fission sont radioactifs et se
transmutent en d’autres produits, eux-mêmes
radioactifs. Parmi ces déchets, on trouve le
césium 137, radioactif ß–,
dont la demi-vie t1/2 = 30 ans.
- Écrire l’équation de la
désintégration d’un noyau de
césium 137, le noyau fils étant
formé dans un état excité.
- Quelle est la nature du rayonnement émis lors de
la désexcitation du noyau fils ?
- Définir la demi-vie d’un noyau
radioactif.
- À un instant choisi comme origine des dates, on
dispose d’un échantillon de césium 137
de masse m0. Donner l’expression
littérale de la masse m de césium 137
restant à l’instant de date t en fonction de
m0 et de t1/2 .
- Montrer qu’à la date t = n t1/2,
la fraction de la masse initiale restante vaut :
m/m0 = 1/ 2n.
- En déduire la durée approximative au bout
de laquelle la masse restante de césium 137 est
égale à 0,1% de sa masse initiale.
corrigé
omposition du noyau d’uranium
23592 U : 92
protons et 235-92 =143
neutrons.
défaut de masse |Dm| =
|masse des neutrons et protons isolés et au repos -
masse du noyau|
|Dm| =|92 mp+143
mn- mU|
énergie de liaison du noyau d’uranium
23592 U , énergie qu'il faut
fournir au noyau pris au repos pour le dissocier en ses
nucléons : |Dm|
c², exprimée en
joule.
23592 U + 10n
-->x54 Xe +
94y Sr +
310n
conservation de la charge : 92 = 54 + y soit y
=38.
conservation du nombre de nucléons : 235+1 = x +
94 + 3 soit x =139.
expression de l’énergie libérée
par la fission d’un noyau d’uranium
23592 U :
|Dm| =|mXe +
mSr + 2mn-mU| ;
E=|Dm|
c².
désintégration d’un noyau de
césium 137
13755
Cs-->13756 Ba* +
0-1e suivi de
:13756 Ba*
-->13756 Ba
+00g.
le noyau de baryum excité libére de
l'énergie sous forme d'un photon g
en revenant à l'état fondamental.
la demi-vie d’un noyau radioactif est la
durée au bout de laquelle la moitié des noyaux
initiaux se sont désintégrés.
m(t) = m0 exp(-lt)
avec lt½ =
ln2
ln( m/m0) = -l t =
-t / t½ ln2
on pose n =t / t½ d'où ln(
m/m0) = -n ln2 = ln2-n ; soit
m/m0 =2-n ;
m/m0 = 1
/2n.
durée approximative au bout de laquelle la masse
restante de césium 137 est égale à 0,1%
de sa masse initiale :
m= 10-3 m0 ; m/m0=
10-3 ; 10-3 = 2-n soit ln
10-3 = - n ln2 ; n = ln1000 / ln 2 =6,9 / 0,69 =
10
la durée est voisine de 10 demi-vie.
t = 10 t½.
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étude de deux
acides (9 points)
On se propose de comparer, à partir de mesures
pH-métriques, le comportement de deux acides :
l’acide nitreux (HNO2 ) et l’acide
hypochloreux (HOCl).
- Étude théorique préliminaire
:
On dispose d’un volume V d’une solution aqueuse
d’un acide HA de concentration molaire en
soluté apporté c. La transformation mettant
en jeu la réaction de l’acide HA avec
l’eau n’est pas totale.
- Écrire l’équation de la
réaction de HA avec l’eau.
- Dresser le tableau descriptif de
l’évolution du système chimique en
utilisant les grandeurs V, c et xéq ,
avancement dans l’état
d’équilibre du système chimique.
- Exprimer les concentrations molaires effectives des
espèces chimiques présentes dans
l’état d’équilibre en fonction de
c et de la concentration molaire effective en ions
oxonium à l’équilibre
[H3O+]éq.
- En déduire l’expression du quotient de
réaction dans l’état
d’équilibre Qr,éq en
fonction de
[H3O+]éq
et de la concentration molaire c.
- Exprimer, en fonction de
[H3O+]éq
et de c, le taux d’avancement dans
l’état d’équilibre.
- Préparation d’une solution de
concentration déterminée :
On dispose du matériel suivant :
• Béchers de 50 mL, 100 mL et 250 mL.
• Éprouvettes graduées de 10 mL, 20
mL, 50 mL et 100 mL.
• Fioles jaugées de 50 mL, 100 mL et 250 mL,
volume délivré à 0,1 %
près.
• Pipette graduée de 10 mL à ±
0,1 mL.
• Pipette jaugée de 10 mL à ±
0,05 mL.
• Poire à pipeter.
On veut préparer une solution S de l’acide HA
de concentration molaire en soluté apporté
c = 1,00 × 10-3 mol.L-1
à partir d’une solution mère
S0 de concentration molaire en soluté
apporté c0 = 1,00 ×
10-2 mol.L-1.
- Quelle est la verrerie à utiliser ?
Justifier.
- Décrire le protocole.
- Étude expérimentale :
On a effectué un ensemble de mesures de pH pour
des solutions d’acide nitreux et d’acide
hypochloreux de diverses concentrations molaires en
soluté apporté à une
température de 25°C. Le tableau ci-dessous
donne les valeurs moyennes des résultats des
mesures et une partie de leur
exploitation.
|
|
c (mol/L)
|
pH
|
[H3O+]éq
|
Qr, éq
|
-log Qr, éq
|
|
acide nitreux
|
0,001
|
3,3
|
5 10-4
|
5 10-4
|
3,3
|
|
0,005
|
2,87
|
1,4 10-3
|
5 10-4
|
3,3
|
|
0,01
|
2,7
|
|
|
|
|
acide hypochloreux
|
0,001
|
5,15
|
7,1 10-6
|
5 10-8
|
7,3
|
|
0,005
|
4,8
|
1,6 10-5
|
5 10-8
|
7,3
|
|
0,01
|
4,65
|
2,2 10-5
|
5 10-8
|
7,3
|
-Calculer les valeurs manquantes du tableau :
présenter les calculs sous forme littérale
avant d’effectuer les applications
numériques.
- Calculer, pour une même concentration molaire en
soluté apporté c = 1,00 ×
10–3 mol.L-1, les valeurs des
taux d’avancement, dans l’état
d’équilibre, de la réaction de chaque
acide avec l’eau.
- Comparer le comportement des deux acides en solution
aqueuse.
- Donner la définition de la constante
d’acidité KA d’un couple
acide/base et en déduire son expression.
- Expliquer comment les résultats de cette
étude expérimentale permettent de trouver
les valeurs respectives des pKA des deux
couples.
corrigé
HA + H2O = A- +
H3O+.
|
|
HA
|
+
H2O
|
=
A-
|
+
H3O+
|
|
initial
|
Cv
|
solvant, très grande
quantité
|
0
|
0
|
|
en cours
|
Cv-x
|
x
|
x
|
|
équilibre( fin)
|
Cv-xéq
|
xéq
|
xéq
|
[A- ]éq=[
H3O+]éq=
xéq
/ v ;
[HA]éq=C-xéq
/ v = C-[
H3O+]éq
quotient de réaction dans l’état
d’équilibre Qr,éq =
[A-
]éq[
H3O+]éq/[HA]éq
Qr,éq = [
H3O+]éq2/[HA]éq=[
H3O+]éq2/
(C-[
H3O+]éq)
taux
d'avancement final :
t =
xéq/xmax =
xéq/Cv =[
H3O+]éq/C.
Le facteur de dilution est de 10 ( rapport des
concentrations)
le volume de
la pipette graduée doit être 10 fois plus petit
que celui de la fiole jaugée
prélever
10 mL de la solution mère S0 à
l'aide d'une pipette graduée.
placer dans
un fiole jaugée de 100 mL et compléter
jusqu'au trait de jauge à l'aide d'eau
distillée. Homogénéiser.
[H3O+]éq
= 10-pH = 10-2,7 =
2 10-3 mol/L.
Qr,éq = [
H3O+]éq2/
(C-[
H3O+]éq) = (2
10-3)2 / (0,01-2 10-3) = 4
10-6 / 8 10-3 = 5
10-4
.
-log
Qr,éq =
- log (5 10-4) = 3,3.
valeurs des taux d’avancement, dans
l’état d’équilibre, de la
réaction de chaque acide avec l’eau :
[
H3O+]éq/C.
acide nitreux : 5 10-4 / 10-3
= 0,5.
acide hypochloreux : 7,1 10-6 /
10-3 = 7,1
10-3.
l'acide nitreux est beaucoup plus dissocié que
l'acide hypochloreux.
la réaction de l'acide nitreux avec l'eau est
très avancée alors que l'acide hypochloreux ne
réagit pratiquement pas avec l'eau.
constante d’acidité KA d’un
couple acide/base : Ka = Qr, éq
=[A-
]éq[
H3O+]éq/[HA]éq
pKa = -log Qr, éq
la dernière colonne du tableau donne les valeurs
des pKa, valeurs qui ne dépendent que de
la température et non pas de la concentration
apportée en acide.
|
|
Cette partie comporte trois exercices. Chaque exercice
comporte des affirmations indépendantes .Toute
réponse doit être accompagnée de
justifications ou de commentaires. A chaque affirmation,
vous répondrez donc par VRAI ou FAUX, en justifiant
à l’aide de définitions, de tableau
d’avancement, de calculs,
d’équations…
- Conductimétrie
: on prépare un volume V = 1,0 L de solution
d’acide fluorhydrique par dissolution d’une
quantité de matière n = 1,0 ×
10-3 mol de fluorure d’hydrogène
HF dans l’eau. On mesure, à 25°C, la
conductivité de la solution. La valeur obtenue est
s= 22,3 × 10-3
S.m-1
Données : conductivités molaires
ioniques à 25°C en S.m2
.mol-1:
lH3O+ = 35 × 10-3 ;
l F- =
5,5 × 10-3
- La transformation chimique est
modélisée par l’équation de la
réaction suivante :
HF(aq) + H2O(l) =
H2F+(aq) + OH-(aq)
- L’avancement final de la réaction est
xf = 0,55 mmol.
- La constante de la réaction a pour expression
KA = x²f /
((n-xf)²V)
- La valeur de la constante de réaction est
KA = 0,68
- Cinétique de
réaction : on suit par
spectrophotométrie la cinétique de la
réaction des ions iodure avec les ions
peroxodisulfate qui conduit à la formation du
diiode et d’ions sulfate. L’équation de
la réaction est la suivante :
S2O82-(aq) +
2I-(aq) = I2 (aq) + 2
SO42-(aq)
Les concentrations molaires et les volumes des solutions
réactives introduites sont les suivants :
[S2O82-] =
C1 = 0,50 mol/L ; V1 = 10,0 mL ;
[ I- ] = C2 = 0,020 mol/L ;
V2 = 10,0 mL
On a obtenu la courbe ci-dessous donnant
l’absorbance A du système chimique en
fonction du temps t . On en a déduit la courbe
donnant la concentration molaire en diiode en fonction du
temps.
Une solution de diiode jaune absorbe dans le bleu. Les
ions de la solution sont incolores.
- La longueur d’onde choisie pour le suivi
spectrophotométrique correspond à une
radiation jaune.
- La loi de Beer-Lambert utilisée
s’écrit A = e × l ×
[I2] avec « l »
épaisseur de la cuve, e le coefficient
d’absorbance pour la longueur d’onde choisie.
La valeur de « e × l » pour cette
cinétique est environ égale à 0,42
L.mol-1.
- La transformation est totale.
- Etude de la pile
Plomb/Zinc : on réalise les demi-piles
Zn2+(aq) / Zn(s) et Pb2+(aq) /
Pb(s). Chaque demi-pile contient 100 mL de solution de
concentration molaire en ions Zn2+ et
Pb2+ égale à 1,00
mol.L-1. Les électrodes en Zinc et en
Plomb sont en très large excès. On
considère la réaction Zn(s) +
Pb2+(aq) = Zn2+(aq) + Pb(s) dont la
constante d’équilibre a pour valeur K = 2
× 10+21
- La valeur du quotient de réaction dans
l’état initial est égale à
1.
- Le système évolue dans le sens inverse de
la transformation considérée.
- Lorsque l’équilibre est atteint,
[Pb2+] = 0 mol.L-1.
- La lame de zinc constitue l’électrode
positive de la pile.
- La lame de plomb est le siège d’une
oxydation.
- La masse de plomb maximale formée est 0,207
g.
- La pile en fonctionnement est un système en
équilibre.
Données : M (Zn ) = 65,4 g.mol-1 M ( Pb
) = 207 g.mol-1
corrigé
faux
:
l’équation de la réaction doit
être : HF + H2O =
H3O+ + F-.
|
|
HF
|
+
H2O
|
=
F-
|
+
H3O+
|
|
initial
|
Cv = 10-3 mol
|
solvant, très grande
quantité
|
0
|
0
|
|
en cours
|
10-3 -x
|
x
|
x
|
|
équilibre( fin)
|
10-3
-xéq
|
xéq
|
xéq
|
s
= lH3O+[
H3O+]éq
+l
F-[F-
]éq=(lH3O++l
F-)xéq
/ v =(lH3O++l
F-)
103 xéq
avec v= 1 L = 10-3 m3
xéq
=s
/(lH3O++l
F-)
= 22,3 /(35+5,5)10-3 = 0,55
mmol.
exact.
[A-
]éq=[
H3O+]éq=
xéq
/ v ;
[HA]éq=(n-xéq
)/ v
constante de réaction ou quotient de
réaction dans l’état
d’équilibre Qr,éq =
[A-
]éq[
H3O+]éq/[HA]éq
Qr,éq =
x²f /
((n-xf)v)
la
proposition est donc fausse.
valeur de la constante de réaction est KA
=(0,55 10-3)2 /
((1-0,55)10-3)= 0,68
10-3; le volume est v= 1 L.
la valeur
proposée est donc fausse.
le
diiode absorbe dans le bleu et transmet la couleur
complémentaire le jaune
on doit
choisir une radiation bleu pour laquelle l'absorption de la
solution de diiode est maximum. ( proposition
fausse)
La loi de Beer-Lambert utilisée
s’écrit A = e × l ×
[I2] soit e × l = A /
[I2]
à t supérieur à 40 minutes la
concentration en diiode de varie plus et vaut 5
10-3 mol/L tandis que l'absorbance est voisine de
2,1.
e × l = A / [I2] = 2,1 / 5
10-3 = 420 L/mol ;
la valeur
proposée est donc fausse.
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S2O82-(aq)
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+ 2I-(aq)
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= I2 (aq)
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+ 2 SO42-(aq)
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initial
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C1V1= 5
10-3 mol
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C2V2= 2
10-4 mol
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0
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0
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en cours
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5 10-3 -x
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2 10-4 -2x
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x
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2x
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fin
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5 10-3 -xmax
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2 10-4
-2xmax
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xmax
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2xmax
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si le thiosulfate est en défaut : 5 10-3
-xmax
=0 soit xmax
= 5 10-3 mol
si l'ion
iodure est en défaut : 2 10-4
-2xmax
=0 et xmax
=10-4
mol ,
valeur à retenir
on obtient
au plus, si la transformation est totale 10-4 mol
de diiode dans 20 mL
[
I2]fin
= 10-4 / 0,02 = 5 10-3 mol/L =
5
mmol/L (
valeur lue sur le graphe)
donc
transformation totale et la proposition est
vraie.
Zn(s) + Pb2+(aq) = Zn2+(aq) +
Pb(s)
Qr= [Zn2+] /
[Pb2+] ; Qr i=
[Zn2+]i /
[Pb2+]i = 1
vrai.
Qr i< K donc évolution
spontanée dans le sens direct : la proposition est
fausse.
les ions Pb2+ sont réduits et
disparaissent de la solution : la pile est usée quand
ces ions Pb2+ ont tous disparu.
[Pb2+] fin = 0
mol.L-1.
vrai.
La lame de zinc s'oxyde Zn (s) =Zn2+ +
2e- et constitue l'anode négative de la
pile ; la proposition est
fausse.
les ions Pb2+ sont réduits en plomb. La
lame de plomb est le siège d’une
réduction ; la proposition est
fausse.
La masse de plomb maximale formée est 0,1 mol soit
0,1*207 = 20,7 g ; la
valeur proposée est
fausse.
La pile en fonctionnement est un système hors
équilibre ; la proposition est
fausse.
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