Aurélie dec 04
Techniques de base à connaître

d'après concours aide technique laboratoire Créteil

 
  1. A quels composants correspondent les symboles suivants

    1 : générateur parfait de tension ; 2 : bobine inductive ; 3 : rhéostat ; 4 diode ; 5 : diode électroluminescente
  2. Condensateur : Donner la représentation d'un condensateur

    -Parmi les indications suivantes, quelle est celle que l'on peut lire sur un condensateur ?
    180 W ; 33 m F ; 100 mH ; 5,5 10-4 T.

    - Quelle préxcaution faut-il prendre pour placer certains condensateurs dits "polarisés" dans un montage comprenant un générateur de tension continue ? l'armature négative de ce condensateur chimique doit être reliée à la borne moins du générateur de tension continue.

  3. Circuit RC :- Initialement le commutateur est en position 2 depuis longtemps. Dans quel état se trouve le condensateur ? déchargé.
    - Comment branché un oscilloscope à mémoire pour enregistere les variations de la tension u aux bornes du condensateur ? (     traits rouges sur le schéma)

    - On place ensuite le commutateur en position (1). Quelle courbe représente l'évolution de la tension u aux bornes du condensateur en fonction du temps ?


    courbe 2 : tension croissante qui tend vers une valeur limite, la tension aux bornes du générateur soit 8 V, quand la charge du condensateur est terminée.
  4. Optique :Pour chaque question répondre vrai ou faux :
    - La lumière se propage en ligne droite dans un milieu transparent et homogène Vrai excepté phénomène de diffraction
    -     Dans un milieu transparent, en l'absence de tout autre objet la lumière n'est pas visible. Vrai.
    - Une lentille à bords épais est une lentille convergente.     Faux, c'est une lentille divergente.
    - Si la distance focale d'une lentille est de 25 cm, alors sa vergence est égale à 4     d.Vrai 1/0,25 = 4.
    - Si la distance séparant un objet réel de la lentille convergente est inférieure à la distance focale, alors l'image formée et l'objet sont placés du même côté de la lentille.     vrai, la lentille convergente fonctionne en loupe.
    - Si la distance séparant un objet réel de la lentille convergente est inférieure à la distance focale, alors l'image formée peut être visualisée sur un écran.     faux, la lentille convergente fonctionne en loupe, l'image est virtuelle.
  5. Réfraction : Un faisceau lumineux de longueur d'onde l=650 nm arrive en un point I sur un prisme en plexiglas. Pourquoi le rayon n'est-il pas dévié en I en passant de l'air dans le plexiglas ? en I le rayon incident est perpendiculaire à la surface séparant l'air du plexiglas ( angle d'incidence nulle, en conséquence, d'après les lois de Descartes, l'angle de réfraction est nul).

    - Le faisceau arrive en I' avec un angle d'incidence i=30°. Il subit une réfraction en faisant un angle r =49°. Rappeler les lois de la réfraction.
    Faisceaux incidents et réfléchis sont dans le même plan ; n1 sin i1 = n2 sin i2.
    - Déterminer l'indice de réfraction du prisme en plexiglas. nplexi sin i = nair sin r ;
    nplexi =nair sin r / sin i = 1* sin 49 / sin 30 =1,51.
    - On remplace le prisme en plexiglas par un prisme de forme identique en verre "flint". Pourquoi ne trouve-t-on pas un angle de réfraction de 49° dans ce cas ?
    L'indice de réfraction du verre "flint" est différent de 1,51 ; cet indice est compris entre 1,58 et 1,66.

  6. Diffraction : On doit réaliser un montage de diffraction de la lumière. Quel matériel utilisé dans la liste ci-dessous?
    source de lumière blanche ;     source laser ; lentille convergente ; miroir ; écran ; prisme ; fente de largeur réglable ; réseau.
    - Faire un schéma indiquant comment disposer ces éléments. Qulle figure doit-on observer ?

    - Identifier les éléments numérotés sur le montage suivant.

    - Comment identifier rapidement au toucher une lentille convergente et une lentille divergente. La lentille convergente a des bords minces ; une lentille divergente a des bords épais.
    - Une lentille L1 porte l'indication +5 sur sa monture. Est-elle divergente ou convergente ? En déduire sa distance focale. Une lentille convergente a une vergence positive, 5 dioptries dans ce cas. La distance focale est l'inverse de la vergence : f= 1/5 = 0,2 m.
    - Comment peut-on vérifier expérimentalement et rapidement l'ordre de grandeur de cette distance focale ?     Rechercher l'image d'un objet situé à l'infini , cette image se forme dans le plan focal image de la lentille : par exemple, chercher à obtenir l'image sur la table d'un néon fixé au plafon ; la distance table-lentille donne la distance focale.
    - Citer deux avantages de l'utilisation de l'élément 5. Source, oblet, lentille et écran sont alignés ; le banc d'optique étant gradué, les distances sont faciles à lire.
    - Citer un instrument d'optique constitué uniquement :
    * d'une lentille :     loupe.
    * de deux lentilles et d'un miroir :     jumelles, télescope.
    * de deux lentilles :     microscope, lunette.

  7. Compléter le tableau ci-dessous :
    nom
    formule
    acétone ou propanone
    CH3-CO-CH3
    acide acétique ou éthanoïque
    CH3-COOH
    acide formique ou méthanoïque
    HCOOH
    eau oxygénée ou peroxyde d'hydrogène
    H2O2
  8. Compléter le tableau ci-dessous :
    nom du solide ionique
    formule du solide ionique
    formule de la solution ionique
    permanganate de potassium
    KMnO4
    K+ ; MnO4-
    sulfate de cuivre(II)
    CuSO4
    Cu2+ ; SO42-
    iodure de potassium
    KI
    K+ ; I-
    thiosulfate de sodium
    Na2S2O3
    2 Na+ ; S2O32-
  9. Donner le nom du montage correspondant :
  10. Utilisation du matériel : - A quoi sert une trompe à eau : à réaliser un vide partielle en vue par exemple d'effectuer une filtration sur büchner ou une distillation sous vide partiel.
    - Quel est le rôle d'un réfrigérent dans un montage ? condenser les vapeurs.
    - A quoi sert une ampoule à décanter ?     séparer deux liquides non miscibles de densité différente.
    - Avant d'utiliser une burette graduée, quels réglages faut-il effectuer ?     burette rincée avec la solution.titrante et ajustage du zéro correct
  11. On réalise une pile schématisée ci-dessous :

    - Parmi les plaques métaliques disponibles ( fer ; zinc; cuivre; étain ; plomb) quelle est celle que l'on doit plcée dans le compartiment 1 ? Le compartiment 1 contient une solution de sulfate de zinc Zn2+ et SO42-. Il faut choisir le zinc, forme réduite du couple Zn2+/Zn.
    - Quelle est celle que l'on doit placer dans le compartiment 2 ? le cuivre
    - Donner deux méthode possibles pour réaliser un pont salin.
    Imbiber complétement une bandelette de papier en la trempant dans une solution de nitrate de potassium et la placer à cheval sur les deux béchers placés côte à côte ou bien constituer un tube ayant la forme d'un U remplit d'un gel conducteur.

  12. Préparer des solutions : Sur l'étiquette d'un flacon d'acide chlorhydrique on peut lire les indications suivantes :

    - Montrer qu' à l'aide des indications portées sur l'étiquett, que la concentration de cette solution commerciale est approximativement égale à Ca= 11 mol/L.
     1 L a une masse de 1,17 kg soit 1170 g et contient 34 % d'acide pur soit une masse de : 1170*0,34 = 398 g
    Qté de matière (mol) =masse (g) / masse molaire (g/mol) = 398/ 36,47 = 10,9 mol dans 1 L.
    - On doit préparer 500 mL d'une solution d'acide chlorhydrique à 0,1 mol/L à partir de cette solution commerciale. - - Quel volume de cette solution commerciale doit-on prélever ?
    facteur de dilution = concentration solution mère / concentration solution fille = 11 / 0,1 = 110.
    volume de la pipette graduée = volume fiole jaugée / facteur de dilution = 500 / 110 = 4,5 mL
    - Quel est le matériel nécesaire pour réaliser cette solution ? fiole jaugée 500 mL , pipette graduée 5 mL ; pipeteur ; pissette d'eau distillée.
    - Indiquer la sigification du pictogramme figurant sur l'étiquette. Quelles précautions faut-il prendre ? corrosif, provoque des brûlures donc travail avec blouse, gant et lunette.
    - Que signifie les lettre R et S : réactif, risque, remède. solvant, sécurité, sensibilité.

  13. Dangers des produits chimiques et règles de sécurité.

    Associer à chaque pictogramme la phrase correspondante
    * Il faut éviter le contact avec la peau et ne pas inhaler les vapeurs de ce produit     (3).
    * c'est un produit qu'il faut tenir éloigné des sources de chaleur, des flammes et des étincelles et pour lequel il faut éviter les chocs     (2).
    * c'est un produit qui associé à un combustible, peut amener ce dernier à sa combustion     (1).
  14. Dosage : Une solution d'hydroxyde de sodium a été préparée en laboratoire, on doit déterminer précisément sa concentration en effectuant un titrage par une solution d'acide chlorhydrique à 0,1 mol/L. On titre 10 mL d'hydroxyde de sodium et le volume équivalent obtenu est égal à 10,8 mL. Quel est le matériel nécessaire pour réaliser ce titrage ?
    burette graduée, erlenmeyer, agitateur magnétique, barreau ailanté, indicateur coloré
    - Calculer la concentration de la solution d'hydroxyde de sodium.
    à l'équivalence de ce titrage les quantité d'acide et de base sont en proportions stoéchiométriques soit 0,1*10,8 = Cb*10 d'où Cb = 1,08/10 = 0,108 mol/L.
    - Quel indicateur de fin de réaction doit-on choisir parmi ceux proposés ci-dessous ?
    indicateur
    zone de virage
    hélianthine
    3,1- 4,4 ( rouge- orange)
    rouge de méthyle
    4,4-6,2 ( rouge-jaune)
    bleu de bromothymol
    6 - 7,2 (jaune - bleu)
    phénolphtaléine
    8,2 - 9,8 (incolore - rouge)
    La zone de virage de l'indicateur coloré doit contenir le pH du point équivalent. C'est à dire pH=7 dans ce cas.
    donc bleu de bromothymol
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