EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)



Documents pareils
SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

Comment suivre l évolution d une transformation chimique? + S 2 O 8 = I SO 4

La spectrophotométrie

Session 2011 PHYSIQUE-CHIMIE. Série S. Enseignement de Spécialité. Durée de l'épreuve: 3 heures 30 - Coefficient: 8

FICHE 1 Fiche à destination des enseignants

A chaque couleur dans l'air correspond une longueur d'onde.

(aq) sont colorées et donnent à la solution cette teinte violette, assimilable au magenta.»

TP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie

Une nouvelle technique d'analyse : La spectrophotométrie

pka D UN INDICATEUR COLORE

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Séquence 9. Étudiez le chapitre 11 de physique des «Notions fondamentales» : Physique : Dispersion de la lumière

Niveau 2 nde THEME : L UNIVERS. Programme : BO spécial n 4 du 29/04/10 L UNIVERS

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

Meine Flüssigkeit ist gefärbt*, comme disaient August Beer ( ) et Johann Heinrich Lambert ( )

Spectrophotométrie - Dilution 1 Dilution et facteur de dilution. 1.1 Mode opératoire :

DETERMINATION DE LA CONCENTRATION D UNE SOLUTION COLOREE

Chapitre 7 Les solutions colorées

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

DIFFRACTion des ondes

LABORATOIRES DE CHIMIE Techniques de dosage

Correction ex feuille Etoiles-Spectres.

Bleu comme un Schtroumpf Démarche d investigation

Chapitre 6 La lumière des étoiles Physique

TPG 12 - Spectrophotométrie

Objectifs pédagogiques : spectrophotomètre Décrire les procédures d entretien d un spectrophotomètre Savoir changer l ampoule d un

TP 3 diffusion à travers une membrane

101 Adoptée : 12 mai 1981

Séquence 1. Physique Couleur, vision et image Chimie La réaction chimique. Sommaire

Indicateur d'unité Voyant Marche/Arrêt

Un spectromètre à fibre plus précis, plus résistant, plus pratique Concept et logiciel innovants

Mise en pratique : Etude de spectres

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

Classe : 1 ère STL Enseignement : Mesure et Instrumentation. d une mesure. Titre : mesure de concentration par spectrophotométrie

PROPRIÉTÉS D'UN LASER

TP n 1: Initiation au laboratoire

PRISE EN MAIN DU SPECTROPHOTOMETRE UV-VISIBLE SHIMADZU U.V. 240

Spectrophotométrie. Spectrophotomètre CCD2. Réf : Version 1.0. Français p 2. Version : 4105

Oscillations libres des systèmes à deux degrés de liberté

Rappels sur les couples oxydantsréducteurs

FORMATION ASSURANCE QUALITE ET CONTROLES DES MEDICAMENTS QUALIFICATION DES EQUIPEMENTS EXEMPLE : SPECTROPHOTOMETRE UV/VISIBLE

TEMPÉRATURE DE SURFACE D'UNE ÉTOILE

G.P. DNS02 Septembre Réfraction...1 I.Préliminaires...1 II.Première partie...1 III.Deuxième partie...3. Réfraction

Vitesse d une réaction chimique

SVE 222 & PCL-442. Fascicule de Travaux Pratiques

Mesures et incertitudes

TS 31 ATTAQUE DE FOURMIS!

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

Q6 : Comment calcule t-on l intensité sonore à partir du niveau d intensité?

DM n o 8 TS Physique 10 (satellites) + Chimie 12 (catalyse) Exercice 1 Lancement d un satellite météorologique

TP 03 B : Mesure d une vitesse par effet Doppler

Module HVAC - fonctionnalités

Perrothon Sandrine UV Visible. Spectrophotométrie d'absorption moléculaire Étude et dosage de la vitamine B 6

PHOTO PLAISIRS. La Lumière Température de couleur & Balance des blancs. Mars 2011 Textes et Photos de Bruno TARDY 1

SESSION 2013 ÉPREUVE À OPTION. (durée : 4 heures coefficient : 6 note éliminatoire 4 sur 20) CHIMIE

ÉPREUVE COMMUNE DE TIPE Partie D. TITRE : Comment s affranchir de la limite de la diffraction en microscopie optique?

Fiche de révisions sur les acides et les bases

Spectrophotomètre double faisceau modèle 6800

EXERCICE II. SYNTHÈSE D UN ANESTHÉSIQUE : LA BENZOCAÏNE (9 points)

PROGRAMME DE PHYSIQUE - CHIMIE EN CLASSE DE SECONDE GÉNÉRALE ET TECHNOLOGIQUE

LE SPECTRE D ABSORPTION DES PIGMENTS CHLOROPHYLLIENS

TD1 PROPAGATION DANS UN MILIEU PRESENTANT UN GRADIENT D'INDICE

Université Bordeaux 1 MIS 103 OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE

I - Quelques propriétés des étoiles à neutrons

III.2 SPECTROPHOTOMÈTRES

INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE

Les moyens d observations en astronomie & astrophysique

MESURE ET PRECISION. Il est clair que si le voltmètre mesure bien la tension U aux bornes de R, l ampèremètre, lui, mesure. R mes. mes. .

SPECTROSCOPIE D ABSORPTION DANS L UV- VISIBLE

RDP : Voir ou conduire

Chapitre 2 : Caractéristiques du mouvement d un solide

Spectrophotomètres. Spectrophotomètres modèle Les spectrophotomètres Série 67 : 3 modèles uniques

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL PHYSIQUE-CHIMIE

PRODUIRE DES SIGNAUX 1 : LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES, SUPPORT DE CHOIX POUR TRANSMETTRE DES INFORMATIONS

D ETECTEURS L UXMETRE SUR TIGE C OMPTEUR DE FRANGES A FIBRE OPTIQUE. Détecteurs

Ni tout noir, ni tout blanc Consignes Thème I - Observer

4. Conditionnement et conservation de l échantillon

Titre alcalimétrique et titre alcalimétrique complet

OPTIQUE GEOMETRIQUE POLYCOPIE DE COURS

Nouveau programme de première S (2011) : l essentiel du cours.

1STI2D - Les ondes au service de la santé

Suivi d une réaction lente par chromatographie

Exemple de cahier de laboratoire : cas du sujet 2014

Acquisition et conditionnement de l information Les capteurs

1 Problème 1 : L avion solaire autonome (durée 1h)

TP Détection d intrusion Sommaire

TRAVAUX PRATIQUESDE BIOCHIMIE L1

Application à l astrophysique ACTIVITE

Si la source se rapproche alors v<0 Donc λ- λo <0. La longueur d onde perçue est donc plus petite que si la source était immobile

Chapitre 22 : (Cours) Numérisation, transmission, et stockage de l information

SOCLE COMMUN - La Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique

TS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire. DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée

Fluorescent ou phosphorescent?

Pour commencer : Qu'est-ce que la diffraction? p : 76 n 6 : Connaître le phénomène de diffraction

Les solutions. Chapitre 2 - Modèle. 1 Définitions sur les solutions. 2 Concentration massique d une solution. 3 Dilution d une solution

β-galactosidase A.2.1) à 37 C, en tampon phosphate de sodium 0,1 mol/l ph 7 plus 2-mercaptoéthanol 1 mmol/l et MgCl 2 1 mmol/l (tampon P)

Transcription:

BAC S 2011 LIBAN http://labolycee.org EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points) Les parties A et B sont indépendantes. A : Étude du fonctionnement d un spectrophotomètre Extrait d une notice d un spectrophotomètre : L appareil comprend : - une source de lumière polychromatique (lampe) qui émet un faisceau de lumière en direction du monochromateur ; - un monochromateur (réseau + fente) : le réseau (système dispersif) décompose la lumière et dévie les rayons suivant leur longueur d onde (apparition des radiations colorées de la lumière). La fente (système sélectif) permet d isoler une radiation lumineuse de longueur d onde donnée. Cette radiation est dirigée vers la cuve contenant la solution à analyser ; - une cuve (transparente aux radiations sélectionnées par le monochromateur) contenant la solution à étudier ; - un photocapteur : c est un élément photosensible (en général une diode) qui transforme le signal lumineux en signal électrique ; - un calculateur : il traite le signal électrique pour calculer l absorbance qui est proportionnelle à l intensité du courant. 1. Étude du réseau Le réseau est un dispositif optique composé d une série de fentes parallèles ou de rayures réfléchissantes. Dans les deux cas, les traits sont espacés d une distance constante qu on appelle le pas du réseau. 1.1. Étude d une seule fente. On place perpendiculairement à la fente un faisceau de lumière monochromatique de longueur d onde λ. Le dispositif est schématisé ci- après :

On observe sur l écran, situé à la distance D de la fente, la figure suivante : Données : Distance entre la fente et l écran D = 2,0 m Largeur de la fente a = 100 µm 1.1.1. Quel phénomène observe-t-on lorsque la lumière traverse une fente de petite largeur? 1.1.2. La relation liant la longueur d onde λ, la largeur a de la fente et l écart angulaire θ λ est : θ =. Préciser les unités de chaque grandeur. a 1.1.3. Lorsque les angles sont petits, on peut admettre que tan θ θ (θ en radian). Établir dans ces conditions que L = 2 λ D, où D est ta distance entre la fente et l écran, a L la largeur de la tache centrale. 1.1.4. Déterminer la largeur de la tache centrale pour une radiation de longueur d onde λ 1 égale à 500 nm. 1.1.5. On éclaire maintenant cette même fente avec une lumière blanche. En tenant compte du résultat de la question précédente et sachant que la largeur de la tache centrale est égale à 2,8 cm pour une radiation de longueur d onde λ 2 égale à 700 nm, qu observe-t-on sur l écran? 1.2. Étude du réseau. Le phénomène précédemment étudié en 1.1 permet, entre autres, d expliquer pourquoi le réseau décompose la lumière. Sachant que l écart angulaire θ augmente avec la longueur d onde, quelle sera la couleur la plus déviée?

2. Étude du prisme Un prisme permet également de décomposer la lumière. Il est caractérisé par son indice de réfraction n. 2.1. Définir un milieu dispersif. 2.2. On souhaite étudier la déviation de rayons lumineux par un prisme de verre (voir figure ci-dessous). Pour cela, on utilise deux radiations, l une rouge de longueur d onde λ R = 750 nm, l autre bleue de longueur d onde λ B = 460 nm. Les indices du verre pour ces deux radiations sont respectivement n R = 1,6 et n B = 1,7. L indice de l air n air est le même pour toutes les radiations. Les deux radiations arrivent sur la face d entrée du prisme avec le même angle d incidence i 1. On rappelle la loi de Descartes pour la réfraction sur la première face du prisme : n air.sin i 1 = n.sin i 2. Pour laquelle de ces deux radiations, l angle de réfraction dans le prisme est-il le plus grand? On ne cherchera pas à déterminer la valeur des angles de réfraction. B : Suivi cinétique par spectrophotométrie d une transformation chimique On étudie la transformation des ions iodure par les ions peroxodisulfate, modélisée par la réaction d équation : 2 S 2 O 8 (aq) + 2 I 2- (aq) = 2 SO 4 (aq) + I 2(aq) Cette transformation est suivie à l aide du spectrophotomètre précédemment étudié, relié à un système d acquisition de données.

Le protocole est le suivant : On introduit dans la cuve du spectrophotomètre un volume V 0 = 1,0 ml de solution aqueuse d iodure de potassium (K + (aq) + I - (aq)) de concentration molaire en soluté apporté C 0 = 2,0 10-2 mol.l -1. À t = 0 s, on ajoute V 1 = 1,0 ml de solution aqueuse de peroxodisulfate de potassium (2K + (aq) + S 2 O 8 2- (aq) ) de concentration molaire en soluté apporté C 1 = 2,0 10-1 mol.l -1. On mélange rapidement et on place la cuve dans le spectrophotomètre. Les mesures permettent de tracer la courbe ci-dessous donnant l absorbance A du mélange en fonction du temps t. Le tableau d avancement de cette réaction est donné ci-dessous : Équation de la réaction 2 S 2 O 8 (aq) + 2 I (aq) = 2-2 SO 4 (aq) + I 2(aq) Instant Avancement Quantités de matière en mol Initial n 1 = C 1.V 1 n 0 = C 0.V 0 0 0 Intermédiaire n 1 - x n 0 2x 2x x 1. Relation entre l absorbance A et la concentration en diiode [I 2 ] La loi reliant l absorbance d une solution et la concentration molaire de l espèce colorée, ici le diiode, est donnée par la relation A = k.[l 2 (aq)] où k est une constante. 1.1. Sachant que l ion iodure est le réactif limitant et que la réaction est totale, déterminer la concentration du diiode dans le mélange à l état final. 1.2. Montrer que la valeur de la constante k est 2,0x10 2. Préciser son unité.

2. Relation entre l absorbance et l avancement de la réaction x V0 + V1 2.1. Montrer que x(t) = A(t) k V0 + V1 2.2. Faire le calcul numérique du coefficient k Quelle est l unité des valeurs numériques portées sur l axe des ordonnées du graphe représenté ci-dessous? 3. Étude de la vitesse volumique de réaction 3.1. Définir la vitesse volumique de réaction v R. 3.2. En précisant la méthode utilisée, décrire l évolution de la vitesse volumique de réaction au cours du temps. 3.3. Quel facteur explique cette évolution? 3.4. Déterminer le temps de demi-réaction.