CHIMIE ET SOCIETE. Examen écrit de la première session Durée 2h

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1 CHIMIE ET SCIETE Exame écrit de la première sessio Durée 2h Aée uiversitaire 2008/2009 Uité d eseigemet LC 103 Les parties I, II, III et IV doivet impérativemet être rédigées sur des copies séparées. Reporter le uméro d aoymat sur chacue des copies. Quatre copies doivet être redues même si l ue ou plusieurs sot blaches. Les documets sot iterdits. Les calculettes type collège sot autorisées. I Chimie Marie Le sujet comporte quatre questios, idépedates, otées égalemet ; o atted des réposes brèves et cocises (mois de 10 liges à titre idicatif). 1) Décrivez schématiquemet le rôle de l océa e termes de pompe physique et biologique du gaz carboique ijecté das l atmosphère par les activités humaies. 2) Après avoir rappelé commet la masse volumique d ue eau de mer varie avec la température et la saliité, vous expliquerez commet o utilise le diagramme température-saliité. 3) Vous expliquerez le pricipe de la circulatio thermohalie das l optique des plogées d eau superficielle e grade profodeur. Das quelles zoes de l océa ces plogées sot-elles les plus actives et pourquoi? 4) Décrivez schématiquemet la réactio de photosythèse. Quels sot les pricipaux facteurs physiques, chimiques et biologiques positifs pour que cette réactio se développe. Das quelles zoes de l océa l activité phytoplactoique est-elle la plus active? Doez des exemples géographiques. 1

2 II Chimie et Art A- Selo le site Wikipédia ( la peiture acrylique est costituée de deux élémets : les pigmets, similaires à ceux de la peiture à l'huile, d'origie végétale, miérale, chimique ou aimale, et le liat qui est ue résie acrylique. Elle a l'avatage de se diluer à l'eau et de sécher très vite, ce qui permet de travailler plus rapidemet les différetes couches mais aussi d'être très solide et idélébile. Voici quelques exemples de polymères acryliques : C ( I ) p o l y ( m é t h a c r y l a t e d ' é t h y l e ) ( I I ) p o l y ( m é t h a c r y l a t e d ' é t h y l e / a c r y l a t e d e m é t h y l e ) C H 70 C 30 C H C ( I I I ) p o l y ( m é t h a c r y l a t e d e m é t h y l e ) ( I V ) p o l y ( a c r y l a t e d ' é t h y l e ) 1) Ecrire la structure chimique du moomère acrylate d éthyle. 2) Ecrire les deux premières étapes de la réactio de polymérisatio radicalaire e chaîe de ce moomère e faisat iterveir l amorceur que l o désigera par X X. 3) Parmi ces polymères acryliques, lequel est u copolymère? Justifier votre répose. 4) Qu idique les chiffres 70/30 das le poly(méthacrylate d éthyle/acrylate de méthyle)? 5) Quel(s) est (sot) le(s) poit(s) commu(s) etre la peiture acrylique et la peiture au jaue d œuf? B- Décrivez brièvemet le pricipe de la datatio par thermolumiescece. 2

3 C- E métallurgie, la productio de fer métallique à partir d u mierai peut être réalisée selo plusieurs processus techiques. Historiquemet le premier procédé utilisé est appelé procédé direct et plus tardivemet u autre procédé a été mis au poit : le procédé idirect. Expliquez brièvemet la relatio etre le om doé à chacu de ces procédés et les processus techiques qu ils mettet e jeu. III Chimie et Atmosphère 1) Les costituats majeurs de l atmosphère sot le diazote (78%), le dioxygèe (21%), et l argo (1%). D autres gaz sot présets mais à l état de traces. a) Calculer la masse molaire de l air. b) Calculer le ombre de mole d air das l atmosphère, à partir de la masse totale de l atmosphère qui est de 5, kg. 2) Expliquer le pricipe de l effet de serre. 3) La plaète Terre possède des systèmes aturels de recyclage des élémets essetiels à la vie. a) Citer les réactios de base qui itervieet das le cycle de l azote. Doer des exemples. b) Expliquer pourquoi le cycle de formatio de l oxygèe est directemet lié au cycle court du carboe orgaique. Doer les réactios mises e jeu. 4) Le soleil est u corps oir caractérisé par ue Température moyee de K et u rayo moye de km. Calculer pour le soleil : a) la logueur d ode d émissio maximale. b) le flux d'émissio. c) la puissace totale émise. 3

4 Doées : Costate de Wie, σ W = 2898 µm.k Costate de Stefa-Boltzma, σ s = 5, W.m 2.K 4 H C N F Cl Br Ar Masse molaire (g/mol) ,5 79,9 39,9 III Chimie et Alimetatio I- Activité de l'eau La figure 1 représete la variatio de la vitesse de détérioratio des alimets e foctio de l'activité de l'eau. 1) Rappeler la défiitio de l'activité de l'eau, a w. 2) Quels sot les trois étapes pricipales de l'oxydatio des lipides? 3) Doer u exemple de réactio de bruissemet o ezymatique. Quels e sot les coséqueces? 4) Expliquer brièvemet les variatios e foctio de l activité de l eau de la vitesse d oxydatio des lipides (cf fig.1). E quoi diffère-t-elle de celle due au bruissemet o ezymatique? Vitesse relative de détérioratio des alimets xydatio des lipides Bruissemet o ezymatique Figure 1 : Vitesse de détérioratio des alimets e foctio de a w pour deux types de réactios. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 a w 4

5 II- Emulsios 1. Qu'est-ce qu'ue émulsio? 2. Quel est le rôle d'u tesio-actif das ue émulsio? 3. La lécithie (figure 2) est u tesio-actif. A quelle famille de composés appartiet-elle? Idetifier les différets groupemets de cette molécule. Doer leurs propriétés. H HC C R 1 R 2 C CH CH 3 HC P CH 2 CH 2 N + CH 3 H CH 3 Figure 2 : Molécule de lécithie. 5