CORRECTION Séance n 2

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1 STAGE de PRE-RENTREE Physique CORRECTION Séance n 2 Propriétés colligatives des solutions QCM n 1: D a) FAUX : la molalité correspond à la quantité de matière par unité de masse de solvant Ici, nous avons simplement l expression en gl -1 du pourcentage poids/volume b) FAUX : cherchons la quantité de matière incorporée La solution étant à 5%, nous aurons 50g CuSO 4 pour 1L d eau Or, ici, le volume d eau est de 250mL A présent, cherchons le volume de la solution Il est égal à la somme des volumes de solvant et de soluté : Enfin, la molarité sera : c) FAUX : Ici, nul besoin de s embêter à calculer la densité de la solution pour utiliser une longue formule Souvenez-vous, la molalité est la quantité de soluté par unité de masse de solvant Or, nous savons que 1L d eau=1kg Nous aurons donc d) VRAI : Le sulfate de cuivre se dissocie totalement en Cu 2+ et SO 2-4 La charge des ions étant de 2 et étant donné que chaque molécule dissociée produira un ion Cu 2+ et un ion SO 2-4, le nombre d équivalents sera donc N eq =21=2 et la concentration en équivalents sera NB : N oubliez pas que l on calcule le nombre ou la concentration en équivalents à partir des ions positifs OU BIEN des ions négatifs (pas les deux ensembles) e) FAUX : cf item d) QCM n 2 : A-C a) VRAI : selon l énoncé, x glucose =0,2%=0,002 Or, x glucose +x eau =1, donc x eau =1-x glucose =1-0,002=0,998 b) FAUX : x glucose <<1, la solution est très diluée, d où : c) VRAI : cf item b) d) FAUX : puisque la solution est diluée, nous aurons : e) FAUX : c est la molalité qui est indépendante de la température Eté 2011 Stage de pré-rentrée UE 3 Physique Correction n 2 1 / 6

2 QCM n 3 : B-D a) FAUX : l énoncé nous donne l abaissement cryoscopique ainsi que la constante cryoscopique Nous aurons donc b) VRAI : cf item a) c) FAUX : l osmolalité comprend toutes les particules présentes 1 kg de solvant Cherchons la quantité de matière : Cherchons la quantité de incorporée dans la solution : dans la solution et provenant du Or, ce soluté se dissocie totalement :, soit 3 ions, ce qui nous donnera présents La quantité de matière provenant de l acide butanoïque sera donc telle que ; alors que la quantité d acide butatoïque incorporé était : Nous connaissons la formule de la dissociation, telle que CH3(CH2)2CO2H CH3(CH2)2CO2 - +H +, soit deux ions produits à partir d une molécule, ce qui nous amène à : = (α(2-1)+1) d) VRAI : cf item c) e) FAUX : calculons le nombre d équivalents, par exemple à partir des ions positifs : Calculons le volume total de la solution : La concentration en équivalents sera donc : QCM n 4 : A-B-C a) VRAI : cf courbe b) VRAI c) VRAI : cf courbe d) FAUX : le point critique correspond au dernier point où l on peut différencier liquide et vapeur Le point triple, pour l eau, correspond au point où les trois phases sont en équilibre e) FAUX : pour l eau, une augmentation de la pression se traduira par une diminution de la température de fusion (cf courbe) Eté 2011 Stage de pré-rentrée UE 3 Physique Correction n 2 2 / 6

3 QCM n 5 : A-D a) VRAI : la pression partielle du CO 2 dans l air est directement proportionnelle à sa fraction molaire dans l air (donnée par la composition) Au niveau de la mer, la pression ambiante est de 1atm, soit 1,013 5 Pa Ainsi, b) FAUX : attention, on s intéresse à la fraction molaire de l O 2 dans l air, et non dans le liquide Ainsi, c) FAUX : même raisonnement qu à l item b) : d) VRAI : pour une solution à i constituants,, donc ) On cherche les fractions molaires des solutés dans la phase liquide grâce à la loi de Henry : e) FAUX : la loi de Raoult, s utilisant pour un solvant, nous permet d écrire, dans le cas présent : QCM n 6 : B-C-D a) FAUX : tout les 10 m de profondeur, la pression augmente de 1 bar Or, à la surface, la pression ambiante est déjà de 1 atm ( 1 bar) Donc, à 30m de profondeur, la pression sera de 1+3 = 4 bar b) VRAI : la composition de l air inspiré n a pas varié Cependant, sa pression a été multipliée par 4 Il en est donc de même pour la pression d O 2 Selon la loi de Henry : La quantité d O 2 dissoute dans le sang a donc été multipliée par 4 c) VRAI : le plongeur est à présent à 20 m de fond La pression est de 3 bar (cf raisonnement de l item a)) Or, 1 bar = 10 5 Pa = atm = mmhg Donc, 3 bar = mmhg = 225 cmhg d) VRAI : la pression est passée de 4 bar à 3 bar, soit une diminution de 25% Par application de la loi de Henry (cf item b)), l O 2 dissout dans le sang a donc diminué de 25% par rapport à la profondeur de 30 m e) FAUX : la pression ayant été multipliée par 3 par rapport au niveau de la surface, alors, toujours par application de la loi de Henry, il en est de même pour la quantité de N 2 dissout dans le sang QCM n 7 : B a) FAUX : selon la formule de l abaissement cryoscopique, Attention : Utilisez la bonne constante ; le solvant d une solution aqueuse est l eau! b) VRAI : cf item a) c) FAUX : au vu de la molalité, la concentration est assez élevée D où l utilisation de la formule : Eté 2011 Stage de pré-rentrée UE 3 Physique Correction n 2 3 / 6

4 d) FAUX : e) FAUX : QCM n 8 : C-E a) FAUX : pour calculer, on utilise la loi de Vant Hoff : b) FAUX : cf item a) c) VRAI : pour convertir en m d eau, on assimile la pression osmotique à la pression de pesanteur exercée par une colonne d eau d une certaine hauteur : d) FAUX : on utilise la même méthode que pour l eau : e) VRAI : a l état final, Or, la membrane est idéalement semi-perméable Les quantités de matière n ont donc pas varié : Soit x le volume de liquide transféré (du compartiment 2 vers le compartiment 1!) On obtient : QCM n 9 : F a) FAUX : calculons la masse molaire du NaCl : Calculons la molarité de la solution : 0,9% 0,9g de soluté pour 100mL d eau 9g de soluté pour 1L d eau Or, le NaCl se dissocie totalement L osmolarité sera donc le double de la molarité, soit 308 mosmoll mosmoll -1 La solution et le globule rouge sont iso osmolaire et isotonique, le volume du globule rouge ne varie donc pas b) FAUX : cf item a) c) FAUX : la solution est hypotonique par rapport au cytoplasme du globule rouge (0,5%<0,9%) d) FAUX : la solution est hypertonique par rapport au cytoplasme du globule rouge (1,2%>0,9%) e) FAUX : le cytoplasme étant hypotonique par rapport à l extérieur, l appel d eau se dirigera vers l extérieur, et le globule rouge diminuera de volume f) VRAI Eté 2011 Stage de pré-rentrée UE 3 Physique Correction n 2 4 / 6

5 QCM n 10 : A-B-C-D-E a) VRAI : la fraction de Na + du compartiment 2 ayant diffusée est de Cela correspond à une diminution de concentration de Les compartiments étant de volume égal, la diminution de concentration en Na + du compartiment 2 sera égale à son augmentation dans le compartiment 1 D où : b) VRAI : X, la fraction ayant diffusée, est égale à Or, ; soit, dans le cas présent : la concentration en protéine dans le compartiment 1, avec m la valeur absolue de la charge de la protéine et NB : On peut résoudre ceci plus rapidement en utilisant l électroneutralité : c) VRAI : a l état initial, il n y a pas de Cl - dans le compartiment 1 Sa présence à l état final est due à la diffusion du Cl -, entraînée par celle de Na +, et égale à celle-ci Donc : d) VRAI : le potentiel de Gibbs-Donnan est donné par la relation : e) VRAI : en effet, les concentrations initiales en Na + et Cl - auraient été identiques dans chaque compartiment (électroneutralité +++) Le système aurait été à l équilibre dès le départ, il n y aurait donc pas eu de diffusion QCM n 11 : A-B-E a) VRAI : attention, on parle ici de la pression oncotique (due à la protéine) du compartiment 1, et non de la différence de pression osmotique entre les deux compartiments La relation sera donc : b) VRAI : notons E l excès d ions diffusibles dans le compartiment 1, à l équilibre La relation précédente devient c) FAUX : cf item b) d) FAUX : l excès d ions diffusibles dans le compartiment 2 est : Eté 2011 Stage de pré-rentrée UE 3 Physique Correction n 2 5 / 6

6 D où Or, cette concentration correspond au NaCl non dissocié L osmolarité du compartiment 2 à l état initial sera donc le double de cette concentration, soit 164 mosmoll -1 e) VRAI : pour un ph égal au ph i de la protéine, celle-ci est neutre Les ions diffuseront donc librement, sans que la charge de la protéine n en retienne un surplus Eté 2011 Stage de pré-rentrée UE 3 Physique Correction n 2 6 / 6