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L’acide benzoïque C 6 H 5 COOH, est utilisé comme produit de conserve dans l’industrie alimentaire. C’est un solide de couleur blanche.
1- Réaction de l’acide benzoïque avec l’eau : On prépare une solution aqueuse (S 1 ) d’acide benzoïque, par dissolution d’un échantillon de masse m de cet acide dans l’eau distillée, pour obtenir un volume V = 100 mL de solution de concentration molaire C 1 = 0,1 mol.L-1. On donne :
Masse molaire d’acide benzoïque : M = 122 g.mol-1.
Les conductivités molaires ioniques en mS.m^2 .mol^1 Sont : 1 Na+ =5, 0 ; 2 = 𝐶 6 𝐻 5 𝑂𝑂-= 3,2 ;
3 =CH3OO-= 4,1.
- On rappelle que la conductivité d’une solution aqueuse ionique est : =∑ i.X𝑖 On mesure le pH de la solution (S 1 ) d’acide benzoïque à 25°C, on trouve pH 1 = 2,6. 1-1- Calculer la valeur de la masse m ( 0,25 ) 1-2- Écrire l’équation modélisant la réaction de l’acide benzoïque avec l’eau ( 0,25) 1-3- Construire le tableau descriptif de l’évolution du système, et calculer la valeur du taux d’avancement final τ 1 de la réaction, conclure ( 0,75)
2 - Détermination de la constante d’équilibre de la réaction À l’aide des mesures du pH des solutions aqueuses d’acide benzoïque de concentrations différentes, on détermine le taux d’avancement final de chaque solution .La courbe de la figure
1 représente la fonction τ^2 1 - τ
en fonction de^1 C 2.1- Trouver l’expression de la constante d’équilibre K de la réaction en fonction de et C. ( 0,5) 2.2- En exploitant la courbe de la figure 1, déterminer la valeur de K (0,5)
2-3 calculer le pH d’une solution d’acide benzoïque si ^ C H COOH (^6 5) (aq) ^ = 10. C H COO^6 5 - (aq) ( 0,5)
3- Influence de la dilution sur le taux d’avancement final de la réaction
On diluer la solution (S 1 ) α fois pour obtenue une solution (S 2 ) d’acide benzoïque. La mesure de pH donne pH 2 = 3,
3-1 montrer que
2 2
pH 1 -pH
C .K. α = (10 + K)
, calculer la valeur de α ( 0,75)
3-2 déduire la valeur de taux d’avancement final τ 2 ( 0,5)
3-3 comparer les valeurs de τ 2 et τ 1 et conclue (0,5)
4- Réaction de l’acide benzoïque avec l’ion éthanoate Dans un flacon contenant de l’eau, on introduit n 0 = 3.10- 3 mold’acide benzoïque etn 0 = 3.10- 3 mol
d'éthanoate de sodium CH 3 COONa. On obtient une solution aqueuse de volume V100 mL. On modélise la transformation chimique qui s’effectue par l’équation suivante :
C H COOH 6 5 ( (^) aq ) + CH COO 3 (aq) C H COO 6 5 (aq) + CH COOH 3 ( q)a (^)
Lycée La Sagesse - Safi 2 éme^ Contrôle – semestre 1 Pr : KRAIDY
2 éme^ bac SM A et B physique – chimie 3h
Chimie : 6,5 pts
La mesure de la conductivité du milieu réactionnel à l’équilibre donne la valeur σ = 255mS.m -1. 4.1- Montrer que l’expression de taux d’avancement finale de la réaction s’écrit :
1 3 0 2 3 2 3
τ = σ.V^ λ + λ n λ - λ λ - λ
Calculer sa valeur. ( 1)
4.2-Trouver l’expression de la constante d’équilibre K associé à l’équation de la réaction en fonction de τ. Calculer sa valeur. ( 1)
A l'état naturel il existe 3 isotopes du potassium K : les isotopes 3919 K, 4019 K et 4119 K. Le potassium 40 19 K^ est radioactif et possède la particularité de se désintégrer en deux noyaux différents : dans 89 % des cas en calcium-40 4020 Caet dans 11 % des cas en argon -40^4018 Ar
Le but de cet exercice est d’étudier la désintégration du potassium 40 dans le corps humain et la datation des roches volcaniques par méthode potassium – argon
Données : m e = 5,11910.10 - 4u : NA = 6,02×10^23 mol-1; 1u = 931,5 MeV / c^2 ;
demi – vie de 4019 K : t 1/2= 1,5×10 années^9 ; M 4019 K = 40 g mol-1.
1 MeV = 1,6×10-13 J.
I- Le potassium dans le corps humain
Nous sommes tous naturellement radioactifs! Dans notre corps, environ 7767 désintégrations ont lieu par seconde, essentiellement dues à la présence de carbone et de potassium radioactifs...éléments responsable de plus de la moitié de la radioactivité du corps humain, à raison d'environ 4000 désintégrations par seconde pour un homme de 70 kg. nous sommes nous-mêmes radioactifs.
1- Écrire l'équation de désintégration d'un noyau de potassium 40 4019 K en noyau de calcium 40 4020 Ca , et
déterminer le type de la désintégration ( 0,5)
2- La figure 2 représente le diagramme de la désintégration précédente. On utilisant ce diagramme déterminer :
a- L’énergie de liaison de noyau 4019 K et de noyau 4020 Caet
comparer ses stabilités (0,5)
b- L'énergie E1ib libérée par cette désintégration. (0,25)
3- L’énergie libérée par cette désintégration se transforme totalement en énergie cinétique reçue par l’électron .Calculer la vitesse de l’électron? (0,25)
4- La masse de potassium 40 existant, à une date t, dans le corps d'un adulte est, en moyenne, égale 2,6×10-3^ % de sa masse. Une personne adulte a une masse m= 70 kg.
4-1 Calculer la masse m de potassium 40 contenu dans le corps de cette personne à la date t. (0,5)
4-2 Calculer la valeur de l'activité a de la masse m à la date t. ( 0,5)
4-3 Déduire, en J, l'énergie E libérée chaque seconde par la masse m. (0,5)
Physique : 13 pts
Exercice 1 :5pts
On réalise le montage représenté sur la figure 4 qui constitue par :
Générateur idéal de tension de f.e.m E Conducteur ohmique de résistance R Trois condensateurs initialement déchargés des capacitésC = C = C = C = C = 100 1 2 3 4 μF Interrupteur K
On ferme l’interrupteur à t=
1- Montrer que la relation qui liée les tensions uC 1etuC 2
est^2. 3
uC 2 uC 1 (0,5)
2- Montrer que l’équation différentielle vérifiée par la
tension uR au borne du conducteur ohmique s’écrit sous la forme : R R 3RC du u +. = 0 5 dt (0,5)
3- la solution de l’équation différentielle s’écrit sous la forme : u (^) R= A.e-^ λ. t , déterminer Aet λ en
fonction de E , R et C (0,5)
4- montrer que l’expression de uC 1est ^
3 u = E. 1 - e 5 et
déduire l’expression de uC 2 ( 0,5)
5- on visualise à l’aide d’un oscilloscope la courbe qui représente la variation de la tension uRet la courbe qui
représente la variation de l’un des tensions uC 1ouuC 2
(figure5)
5-1 quelle est la courbe qui représente la tension uR justifié
( 0,25)
5-2 déterminer la valeur de ( f.e.m) E (0,25)
5-3 qu’elle tension uC 1ou uC 2 représente par l’autre courbe justifié ( 0,25)
5-4 montrer que l’instant t1 de l’intersection de deux courbes vérifiét = 1 3RC^ ln( 8 ) 5 3
5-5 sachant que t = 2, 9425ms 1 calculer la valeur de R ( 0,25)
6- calculer on régime permanent la valeur de tension au borne de chaque condensateur ( 0,5)
7- déduire l’expression de l’énergie EeT la somme des ‘énergies emmagasinées dans les
condensateurs en régime permanent ( 0,5)
8- sachant que l’énergie fournie par le générateur est^32 g 5 (^) E = C.E calculer le rendement de
circuit eT g
ρ =^ E E
Exercice 3 : 5 pts
