Lycée Houmt souk Djerba Prof. : Berrche Rdha Devor de Synthèse n Scences Physques lasse : 3 ème Sc ep Date :9//1 durée : h hme : (9ponts) Eercce n 1: Etude d un tete scentfque (,5pts) Les esters ont souvent une odeur nettement frutée. De ce fat, on les emploe fréquemment pour reprodure les arômes des fruts notamment dans l ndustre almentare. En parfumere, ls ne sont utlsés que pour les parfums bon marché. La rason en est purement chmque : le groupe ester, très peu stable vs-à-vs de la transpraton [ ], se dégrade en donnant notamment l acde carboylque précurseur de l ester, lequel généralement n a pas d odeur très agréable. Les ngrédents des parfums plus chers, composés d hules essentelles, ne présentent pas ce désagrément. Les esters de l acde butanoïque (butanoates d éthyle et de méthyle) sentent l ananas et la pomme, l acde butyrque a, par contre, une forte odeur de beurre rance. [ ] L éthanoate de 3-méthylbutyle ou acétate d soamyle est souvent désgné sous le nom d essence de banane (parfos de pore) : l possède une odeur très frutée et caractérstque [ ] et ester entre dans la composton de nombreuses odeurs artfcelles, par eemple celle du parfum artfcel d ananas [ ] Questons Etrat du lvre hme des couleurs et des odeurs de Mady apon. 1) Donner la formule sem-développée du butanoate d éthyle. Entourer le groupe fonctonnel et nommer la foncton correspondante. (A ; 0,75 pt) ) a-omment appelle-t-on la réacton de dégradaton d un ester en présence d eau (ssue de la transpraton (évacuaton de sueur)). (A ; 0,5 pt) b- Justfer alors brèvement l altératon de l odeur du parfum par la sueur. (A ; 0,5 pt) 3) a- Écrre la formule sem-développée de l éthanoate de 3-méthylbutyle. (A ; 0,5 pt) b- Écrre les formules sem-développées et nommer l acde et l alcool qu réagssent pour donner l éthanoate de 3-méthylbutyle. (A ; 0,75 pt) Eercce n : (6,75pts) 1) Ecrre la formule brute générale d un acde carboylque alphatque saturé. (A 1, 0,5pt) ) Un acde carboylque alphatque saturé (A) de masse molare M = 7 g.mol -1. a- Montrer que la formule brute de cet acde s écrt 3 H 6. (A, 0,5pt) b- Détermner la formule sem développée et le nom de (A). 3) n dssout une masse m=1,8 g de (A) dans l eau dstllée afn de préparer un volume V=00 ml d une soluton aqueuse (S) de cet acde. Le ph de cette soluton est égal à,86. a- Détermner la concentraton molare de la soluton aqueuse (S). b- Détermner la concentraton molare des ons H 3 + présents dans cette soluton. (A, 0,5pt) c- l acde (A) est-l fable ou fort? Justfer la réponse. d- Ecrre l'équaton de dssocaton de l acde carboylque (A) dans l eau. 1
) Le propanoate d'soamyle est un arôme d'abrcot. Il est possble de le synthétser en laboratore. Pour réalser cette synthèse, on fat réagr un ecès d acde carboylque (A) avec un alcool (B) en présence d'acde sulfurque. a- À partr de la formule développée du propanoate d'soamyle c-dessous, donner la formule sem-développée et le nom de l alcool (B). H 3 H H 3 b- Précser le nom systématque de propanoate d'soamyle. (A, 0,5pt) c- Précser le nom de la réacton entre l'acde carboylque (A) et l alcool (B) et donner ses caractérstques. (A, 0,75pt) d- Écrre l'équaton de la réacton mettant en jeu l'acde carboylque (A) et l alcool (B) en utlsant les formules sem-développées. e- Quel est le rôle de l'acde sulfurque. (A, 0,5pt) 5) Le propanoate d'soamyle peut être obtenu à partr d un dérvé (D) de l acde carboylque (A) et l alcool (B) sans acde sulfurque. Pour cela on mélange un ecès de dérvé (D) de l acde et l alcool (B) de masse m B = 8,8g et de masse molare M B = 88g.mol -1. a- Donner la foncton chmque et le nom du dérvé (D) de l acde carboylque (A) utlsé sachant que sa formule sem-développée est : H 3 H H H H b- Ecrre l équaton de la réacton en formules sem développées entre (D) et (B). c- Quel est l ntérêt de remplacer l acde carboylque (A) par son dérvé (D)? (A, 0,5pt) d- alculer la masse m de propanoate d'soamyle obtenue de masse molare M =1 g.mol -1. n donne : M() = 1 g.mol -1, M(H) = 1 g.mol -1 et M() = 16 g.mol -1. H 3 H H 3 Physque : (1ponts) Eercce n 1 : (5,5pts) n étude le mouvement d un solde, posé sur une table horzontale à coussn d ar et attaché à deu ressorts dentques (fgure 1). Le moble, ntalement écarté de sa poston d équlbre de 0 =cm et lancé avec une vtesse ntale v 0 glsse sans frottements. Un capteur de poston, non représenté sur la fgure1, relé à un dspostf d acquston permet d enregstrer la poston du centre d nerte du solde à chaque nstant de date t. La poston du centre d'nerte du solde est repérée par son abscsse dans un repère (, ). A l'équlbre, le centre d'nerte coïncde avec l'orgne du repère. ' (t) Fgure 1
L enregstrement du mouvement du centre d nerte a perms de tracer la courbe qu tradut f()=sn(10+p/6) les varatons de son abscsse en foncton du temps sur la fgure. (cm) Fgure 0 10 t (s) 1) Détermner la nature du mouvement du centre d nerte du solde. (A, 0,5pt) ) Quel est l ntérêt pratque d utlser deu ressorts au leu d un? (A, 0,5pt) 3) L équaton horare du mouvement est de la forme générale : ( t) X m sn t ; en (m) T a- Détermner les valeurs de l ampltude X m et la pérode T du mouvement de. b- Détermner la pulsaton ω du mouvement et montrer que sa phase ntale. 6 rad c- Écrre la lo horare de mouvement (t). (A, 0,5pt) d- Détermner par calcul la date t 1 du trosème passage de par le pont d abscsse = cm dans le sens postf. ) a- Eprmer la vtesse v de en foncton du temps. b- Dédure la valeur de la vtesse ntale v 0 communquée au solde. (A, 0,5pt) c- Dans quel sens cette vtesse a-t-elle été communquée? Justfer. d- Détermner la valeur mamale V m du moble. (A, 0,5pt) e- Sachant que la vtesse v et l abscsse vérfent la relaton v = ω ( X m ), détermner les vtesses de au passage par sa poston d abscsse = 7 cm. 5) a- Etablr l epresson de l accélératon a (t) du mouvement de en foncton du temps. b- Montrer la relaton a (t) = - 100. (t). (A, 0,5pt) c- Représenter, qualtatvement sur la fgure--en annee la courbe de la varaton l accélératon a (t). (A Echelle : 1 dvson m.s -, 0.5pt) 3 Eercce n : (5,5pts) Un solde (S) de masse M = 0,5 Kg est entraîné d un mouvement rectlgne le long du plan de grande pente d un plan nclné fasant un angle α = 30 avec l horzontale par l ntermédare d un fl netensble de masse néglgeable et passant sur la gorge d une poule de masse néglgeable.(vor fgure 3). À l etrémté nféreure du fl est suspendu tros masses marquées à crochet de valeur globale m = 0,5 Kg. À la date t= 0s, le solde (S) part de, etrémté nféreure du plan nclné sans vtesse ntale. n suppose qu au cours de son mouvement, le solde (S) subt des frottements de résultante f supposée constante de valeur f 1,5 N. 3
1) Représenter sur le même schéma de la fgure-3- en annee, toutes les forces etéreures applquées sur les dfférentes partes du système {(S) + masses marquées}. (A, 0,75pt) ) a- En applquant le théorème de centre d nerte pour chacun des partes du système, montrer que le solde (S) est anmé d un mouvement rectlgne unformément varé d accélératon a 1 tel que m M sn g f a1 (1) (A, 1pt) m M b- alculer a 1. (B, 0,5pt) 3) Détermner la valeur de la tenson du fl. ) a-etablr la lo horare du mouvement du solde (S) dans le repère (, ). (A, 0,5pt) b-détermner la date t A au passage de solde (S) par le pont A d abscsse A = 0,5m. (A, 0,5pt) c- Détermner la vtesse v A du centre d nerte du solde (S) lors de son passage par A. 5) À l nstant t A, la plus pette masse marquée de 100g suspendue à l etrémté du fl se détache. La masse globale des masses marquées restantes est m = 00g. En utlsant la relaton (1) et la valeur de m, alculer la nouvelle accélératon a de (S). Dédure la nature de son mouvement ultéreur. 6) À l nstant t B, où le solde parvent au pont B avec une vtesse v B = 1m.s -1 tel que B = 1m, le fl casse. a- Détermner la nouvelle accélératon a3 du solde (S) au nstants t > t B. (A, 0,75pt) b- Le solde (S) s arrête au pont après avor parcouru une dstance d= - B avant de rebrousser chemn. Détermner cette dstance d. (A, 0,75pt) Donnée : g = 10 m.s - ; cos 30 = 0,86 ; sn 30 = 0,5 y' B j (S) A y Fgure 3
Annee à remettre avec la cope Nom..Prénom. N.. lasse. f()=sn(10+p/6) (cm) 0 10 t (s) Fgure y' B j (S) A y Fgure 3 5