SCIENCES PHYSIQUES PR: RIDHA BEN YAHMED

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1 Durée 2h PémeP Sc expr1,2 SCIENCES PHYSIQUES 0BDEVOIR DE CONTROLE N 1 PR: RIDHA BEN YAHMED NB : Chaque résula doi êre souligné. La claré, la précision de l explicaion renren en compe dans la noaion de vore copie. L uilisaion du éléphone porable es inerdie. EXERCICE N 1 (4 poins) ~CHIMIE ~(9 poins) On prépare à =0s, un sysème chimique de volume consan formé par deux soluions aqueuses : -Une soluion (S 1 ) de peroxodisulfae de poassium K 2 S 2 O 8 de concenraion C 1 e de volumev 1 =50mL. -Une soluion (S 2 ) d iodure de poassium KI de concenraion C 2 =0,9 mol.l -1 e de volume V 2 =100mL. Le mélange prend une coloraion jaune brunâre qui devien de plus en plus foncée. 1) a-quel es le nom du produi de couleur jaune brun qui apparai? b-préciser en le jusifian, le quel des deux caracères de la réacion lene ou oale es confirmée par cee observaion. 2) L équaion chimique qui symbolise la réacion modélisan cee ransformaion es : S 2 O I SO 4 + I 2 Pour éudier la cinéique de la réacion, on opère sur des prélèvemens de même volume V p =15 ml e on dose par irage aux daes le produi jaune brun qui apparai au cours de la réacion à l aide d une soluion de hiosulfae de sodium Na 2 S 2 O 3 de concenraion molaire C=0,3 mol.l -1. Ceci a permis de 2 racer la courbe d évoluion S O = f ( représenée sur la figure1. [ ] ) 2 8 a-calculer la concenraion iniiale[ I ] 0 dans le mélange. 2 b-en uilisan la courbe, déerminer la concenraion iniiale[ S 2O8 ] 0 dans le mélange puis en déduire la valeur de C 1. c-dresser le ableau descripif d évoluion du sysème chimique en uilisan l avancemen volumique y. d-quel es le réacif limian? Peu-on affirmer que la réacion es erminée à =60 min?jusifier la réponse. 3) Le couple redox qui conien l ion 2 2 hiosulfae es : S 4 O6 / S 2O3. a-ecrire l équaion de la réacion du dosage. b-calculer à l insan =15min, le volume d équivalence V de la soluion de hiosulfae de sodium. Devoir de conrôle N 1 Lycée monfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 1

2 EXERCICE N 2 (5 poins) On éudie à une empéraure T 1 consane, la cinéique de la décomposiion de l eau oxygénée H 2 O 2. L équaion de cee réacion es : 2 H 2 O 2 O 2(g) + 2 H 2 O A un insan =0s, on prépare un sysème de volume supposé consan e conenan 0,06 mol d eau oxygénée. La mesure du volume du dioxygène à différens insans, a permis de racer la courbe (C 1 ) de la figure2 donnan l évoluion emporelle de la quanié de maière d eau oxygénée : n f ( ). 1) En s aidan du ableau d avancemen, exprimer en foncion de la quanié de maière d eau oxygénée H 2 O 2 n l avancemen x de la H 2 O = 2 réacion. 2) Définir la viesse insananée d une réacion chimique. 3) Jusifier graphiquemen que la viesse de la réacion diminue au cours du emps. 4) a-en déduire l expression de la viesse insananée en foncion de la quanié de maière d eau oxygénée. b-déerminer des valeurs approchées de la viesse insananée de cee réacion aux insans =0s e = 1/2 (emps de demi réacion). 5) Dans les mêmes condiions expérimenales, on prépare un deuxième sysème idenique au premier, mais à une empéraure T2 T 1.On obien la courbe (C 2 ) de la figure2. a-jusifier graphiquemen, que la empéraure es un faceur cinéique. b-en déduire si T2<T 1 ou T 2 >T 1. EXERCICE N 1( 4 poins) ~ PHYSIQUE~(11poins) On se propose de déerminer par deux méhodes différenes, la capacié C d un condensaeur iniialemen déchargé. Première méhode ; on charge le condensaeur à ravers un conduceur ohmique de résisance R= 425Ω à l aide d un généraeur débian un couran d inensié consane I 0 =2,35 ma. Deuxième méhode : on charge le condensaeur à l aide d un généraeur délivran une ension coninue consane U =10V. 0 On relève pour chaque acivié e à différens insans, la valeur de la ension uc aux bornes du condensaeur e on race les courbes (A) e (B) de la figure suivane : Devoir de conrôle N 1 Lycée monfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 2

3 1) Déerminaion de C à parir de la courbe (A) a) Associer à la courbe (A) le généraeur correspondan. b) Déerminer l équaion mahémaique vérifian la courbe (A) c) Monrer qu en couran coninu, l inensié I de couran vérifie la relaion :.Déerminer la valeur de la capacié C. I uc = C 2) Déerminaion de C à parir de la courbe (B) Une méhode de déerminaion de la consane de emps τ fai appel au racé de la angene (Δ) à la courbe (B) à l insan =0s. -Déerminer la valeur numérique de la consane de emps τ. -Rerouver la valeur de la capacié C. EXERCICE N 2( 7 poins) On réalise le circui élecrique de la figure3 qui compore : Un généraeur de ension coninu de fem E. Un condensaeur de capacié C. Un résisor de résisance R. Un inerrupeur K. Un ampèremère de résisance négligeable. A la dae =0s, on ferme le circui, l ampèremère indique une inensié de couran i 0 =48 ma e à l aide d un oscilloscope à mémoire on visualise simulanémen la ension U G aux bornes du généraeur e la ension u R aux bornes du résisor. On obien les oscillogrammes de la figure4 : Devoir de conrôle N 1 Lycée monfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 3

4 1) a-reproduire le schéma de la figure3 e indiquer les connecions nécessaires à l oscilloscope. b-idenifier la courbe (C 1 ) en jusifian la réponse. du R 2) a-monrer que l inensié de couran peu s écrire à un insan quelconque : i( ) = C. d u R aux bornes du résisor b) Eablir l équaion différenielle régissan l évoluion de la ension ( ) τ 3) a-la soluion de cee équaion différenielle es : u R ( ) = Ae où τ es la consane de emps du dipôle RC e A es une consane posiive. Eablir les expressions de A e τ en foncion de E, R e C. 4)En exploian les courbes (C 1 ), (C 2 ) e la angene(δ) à la courbe u R () à l origine en déduire les valeurs de E, R e C. 5)a- Déduire, à parir de l expression de u R (), celle de la ension () aux bornes du condensaeur. b- Calculer l énergie élecrosaique du condensaeur à l insan de dae 1 =1 ms. 6) Tracer sur la figure de l annexe de la page 5 (à rendre avec la copie) l allure de la courbe u R () en modifian les caracérisiques du circui comme l indique le ableau suivan : E R C 12V 250Ω 4µF u C Devoir de conrôle N 1 Lycée monfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 4

5 ANNEXE Nom e prénom.classe N Devoir de conrôle N 1 Lycée monfleury PR : Ridha ben Yahmed Page 5