CONCOURS DÕADMISSION EPREUVE DE CHIMIE Fili re : MP DurŽe de lõžpreuve : 1 heure 30 minutes LÕusage dõordinateur ou de calculatrice est interdit

Documents pareils
PROGRAMME DE MATHEMATIQUES SERIE G

Guide du coordinateur de système du SCI modulaire 4.0

Titre alcalimétrique et titre alcalimétrique complet

1 ère partie : tous CAP sauf hôtellerie et alimentation CHIMIE ETRE CAPABLE DE. PROGRAMME - Atomes : structure, étude de quelques exemples.

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

les inondations dans le sous-sol de ma ržsidence

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

Dispoziþii tranzitorii ºi finale

DÉTERMINATION DU POURCENTAGE EN ACIDE D UN VINAIGRE. Sommaire

ABORDABILITƒ ET CHOIX TOUJOURS (A C T) PROJET DE RATIONALISATION DU PROCESSUS D'APPROBATION

Cristallisation dõapplication musicales par collaboration

ZI PARIS NORD II 305, Rue de la Belle Etoile B.P ROISSY C.D.G. CEDEX

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

TRANSFERT DE LA BASE DE DONNEES DE LA BIBLIOTHEQUE DU LSE VERS LE WEB

SP. 3. Concentration molaire exercices. Savoir son cours. Concentrations : Classement. Concentration encore. Dilution :

4 ème PHYSIQUE-CHIMIE TRIMESTRE 1. Sylvie LAMY Agrégée de Mathématiques Diplômée de l École Polytechnique. PROGRAMME 2008 (v2.4)

DYNAMIQUE DE FORMATION DES ÉTOILES

Bienvenue au lycée Hoche! Journée Portes Ouvertes CPGE Samedi 25 janvier 2014

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

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

SECTEUR 4 - Métiers de la santé et de l hygiène

LABORATOIRES DE CHIMIE Techniques de dosage

LISTE DES ECOLES PERMETTANT UN RECLASSEMENT DANS LE 3 ème GRADE D INGENIEUR DE LA FILIERE TECHNIQUE

Physique : Thermodynamique

Rappels sur les couples oxydantsréducteurs

SOMMAIRE. 1.- Objet du recrutement et écoles participantes... p Nombre de places offertes (à titre indicatif)... p. 3

SOMMAIRE. 1 - Principes Généraux Nombre de Places Inscription (modalités et frais de dossier) 4

K W = [H 3 O + ] [OH - ] = = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide

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

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

BREVET D ÉTUDES PROFESSIONNELLES AGRICOLES SUJET

Enseignement secondaire

REACTIONS D OXYDATION ET DE REDUCTION

TP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie

Règlement de scolarité Cycle ingénieur. Version du 8 juin 2012

BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1

Application à l astrophysique ACTIVITE

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

U-31 CHIMIE-PHYSIQUE INDUSTRIELLES

I. MODULE DÕINTRODUCTION AUX ORDINATEURS. Yannis Delmas 1999, IUFM de Paris

NOTICE DOUBLE DIPLÔME

Exercices sur le thème II : Les savons

TS 31 ATTAQUE DE FOURMIS!

Guide de la planification financière de la retraite

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

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Site : mail : mennier@isnab.fr SUJET ES - session 2003 Page 1 68-(7(6VHVVLRQ

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

Capteur à CO2 en solution

Principe de fonctionnement des batteries au lithium

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

Physique Chimie. Utiliser les langages scientifiques à l écrit et à l oral pour interpréter les formules chimiques

T4 Pourquoi éteindre les phares d une voiture quand le moteur est arrêté? Comment fabriquer une pile? un accumulateur?

Physique Chimie. Réaliser les tests de reconnaissance des ions Cl -,

Exemple de cahier de laboratoire : cas du sujet 2014

AIDE-MÉMOIRE LA THERMOCHIMIE TABLE DES MATIERES

Le directeur gžnžral (gžrant de bande) et l'administration des bandes indiennes

Décembre 2013 CHAIRES DES ÉCOLES DE PARISTECH

A. Énergie nucléaire 1. Fission nucléaire 2. Fusion nucléaire 3. La centrale nucléaire

12 ème Edition. Instructions Relatives au concours «Ingénieur»

Plan du chapitre «Milieux diélectriques»

Le projet malaria. copyright 2002, EMBL

Fiche de révisions sur les acides et les bases

L École nationale des pompiers du Québec. Dans le cadre de son programme de formation Pompier I

"Arr te! C'est ici l'empire de la mort". la porte au-dessus de laquelle

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

CHAPITRE 2 : Structure électronique des molécules

Public Administration Programmes in France

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Xserve. FonctionnalitŽs clžs

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

L analyse chimique du vin avec Metrohm

TP N 3 La composition chimique du vivant

Les écoles d ingénieurs de la région Nord-Pas de Calais

Le ph, c est c compliqué! Gilbert Bilodeau, agr., M.Sc.

Utilisation des 7 cartes d intensité jointes en annexe du règlement. A- Protection d une construction vis-à-vis des effets toxiques :

CONCOURS COMMUN 2010 PHYSIQUE

ACIDES BASES. Chap.5 SPIESS

Présentation du programme. de physique-chimie. de Terminale S. applicable en septembre 2012

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau

Final Cut Pro 4. La nouvelle ržfžrence pour le montage vidžo. Nouvelles fonctionnalitžs clžs

Calcaire ou eau agressive en AEP : comment y remédier?

La spectrophotométrie

Comment réaliser physiquement un ordinateur quantique. Yves LEROYER

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

Mesures calorimétriques

Cours d électricité. Circuits électriques en courant constant. Mathieu Bardoux. 1 re année

Mesures et incertitudes

Doubles diplômes franco-russes

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

FICHE 1 Fiche à destination des enseignants

A retenir : A Z m n. m noyau MASSE ET ÉNERGIE RÉACTIONS NUCLÉAIRES I) EQUIVALENCE MASSE-ÉNERGIE

Épreuve collaborative

CAP C.R.M. Conducteur Routier Marchandises

DM 10 : La fusion nucléaire, l énergie de l avenir? CORRECTION

FIOLAX. SCHOTT Instruments Solutions. Les solutions tampon dans les ampoules uniques à deux pointes offrent une haute sureté et précision.

TITRONIC et TitroLine. Les nouveaux titrateurs et burettes

Bourses internationales de master de l Université Paris-Saclay.

Transcription:

Mines Chimie MP 2014 Énoncé 1/6 ECOLE DES PONTS PARISTECH, SUPAERO (ISAE), ENSTA PARISTECH, TELECOM PARISTECH, MINES PARISTECH, MINES DE SAINT-ETIENNE, MINES DE NANCY, TELECOM BRETAGNE, ENSAE PARISTECH (FILIERE MP) ECOLE POLYTECHNIQUE (FILIERE TSI) CONCOURS DÕADMISSION 2014 EPREUVE DE CHIMIE Fili re : MP DurŽe de lõžpreuve : 1 heure 30 minutes LÕusage dõordinateur ou de calculatrice est interdit Sujet mis ˆ la disposition des concours : Cycle International, ENSTIM, TELECOM INT, TPE-EIVP. Les candidats sont prižs de mentionner de fa on apparente sur la premi re page de la copie : CHIMIE 2014-Fili re MP Cet ŽnoncŽ comporte 6 pages de texte. Si au cours de lõžpreuve, un candidat rep re ce qui lui semble tre une erreur dõžnoncž, il est invitž ˆ le signaler sur sa copie et ˆ poursuivre sa composition en expliquant les raisons des initiatives quõil aura ŽtŽ amenž ˆ prendre. DEBUT DE LÕENONCE Autour du vanadium Des donnžes utiles pour la ržsolution du probl me sont fournies ˆ la fin de lõžnoncž. Le vanadium (symbole chimique V) est l'žlžment situž ˆ la quatri me ligne et cinqui me colonne de la classification pžriodique des ŽlŽments (classification comportant dix-huit colonnes numžrotžes de 1 ˆ 18). Il est essentiellement utilisž comme additif dans les aciers mais est Žgalement potentiellement intžressant pour des applications en catalyse, cžramiques avancžes et batteries. Cet ŽnoncŽ est divisž en 5 sous-parties assez largement indžpendantes, toutefois il est pržfžrable d'aborder B) avant C).

Mines Chimie MP 2014 Énoncé 2/6 A) Structure Žlectronique - cristallographie. 1- Rappeler les r gles gžnžrales permettant dõžtablir la configuration Žlectronique dõun atome dans lõžtat fondamental et les appliquer ˆ lõatome de vanadium. Quelle est la configuration attendue pour l'žlžment situž juste en dessous du vanadium dans la classification pžriodique? Le vanadium cristallise dans un syst me cubique centrž, de param tre de maille a voisin de 300 pm. 2- Calculer le rayon dõun atome de vanadium, assimilž ˆ une sph re dure. Le nitrure de vanadium, de formule VN, est un cristal ionique qui poss de une structure de type NaCl. 3- Proposer une formule pour les deux ions constituant le cristal de nitrure de vanadium. Justifier le ržsultat ˆ partir de la configuration Žlectronique de lõatome dõazote. 4- ReprŽsenter la maille du nitrure de vanadium (origine sur lõanion). Quelle est la coordinence cation/anion? B) Diagramme potentiel-ph La figure suivante donne le diagramme potentiel-ph du vanadium ˆ 298 K. Les esp ces pržsentes dans ce diagramme sont V(s), V 2+, V 3+, VO 2+, VO 2 + et les hydroxydes solides notžs V(OH) 2 (s), V(OH) 3 (s), VO(OH) 2 (s) et VO 2 (OH)(s). L'axe des ordonnžes est volontairement non graduž, les coordonnžes de certains points sont indiqužes sous la figure.

Mines Chimie MP 2014 Énoncé 3/6 E /V 1 6 2 7 3,0 1,0 3 2,0 6,0 ph D 8 A 4 5 C B 9 A (0,0 ; -1,21 V) B(6,5 ; -1,21 V) C (6,5 ; -0,88 V) 5- Affecter les esp ces dans les domaines correspondants. On expliquera bri vement le raisonnement. 6- Calculer la concentration de tracž qui a ŽtŽ utilisže pour Žtablir ce diagramme. 7- Calculer le produit de solubilitž de V(OH) 2 (s) (notž K s2 ). 8- Calculer le potentiel standard du couple V 3+ /V 2+. C) Batteries rechargeables ˆ flux au vanadium. Le schžma de principe de ce type de batterie est donnž ci-apr s (le circuit extžrieur n'est pas repržsentž). Les Žlectrolytes sont pržparžs par dissolution de pržcurseurs de type sulfates ou oxysulfates en milieu acide sulfurique. Les 2 ržservoirs ont le m me volume V R, tr s grand par rapport aux volumes des tuyaux et de la cellule. On s'intžressera au fonctionnement du syst me en situation de džcharge.

Mines Chimie MP 2014 Énoncé 4/6

Mines Chimie MP 2014 Énoncé 5/6 Une solution contenant lõion [VO(H 2 O) 5 ] 2+, de volume V 0 =100 ml et de ph supposž Žgal ˆ zžro, est titrže par une solution de permanganate de potassium K + MnO 4 - de concentration c=0,02 mol.l -1. LÕŽquivalence est repžrže par la persistance dõune couleur orange-rouge. On mesure un volume Žquivalent V eq =8,0 ml. 16- Ecrire la ržaction de titrage (Žcrite avec le nombre stïchiomžtrique relatif ˆ MnO 4 - Žgal ˆ 1). 17- Calculer une valeur approchže de la constante d'žquilibre de la ržaction de titrage. Conclure. 18- Calculer la concentration c 0 de la solution contenant lõion [VO(H 2 O) 5 ] 2+. E) Equilibre en phase gaz. On Žtudie džsormais lõžquilibre : 2 SO 2 (g) + O 2 (g) = 2 SO 3 (g) sous une pression totale de 1 bar en pržsence de V 2 O 5 (catalyseur). Le ržacteur dans lequel a lieu la ržaction contient initialement les ržactifs en proportions stïchiomžtriques. On appelle! le taux de conversion du dioxyde de soufre en trioxyde de soufre. Les gaz sont assimilžs ˆ des gaz parfaits. On indique les valeurs de! constatžes ˆ deux tempžratures diffžrentes :! 1 = 0,50 pour T 1 =926 K et! 2 = 0,80 pour T 2 =823 K. 19- La ržaction dõoxydation du dioxyde de soufre en trioxyde de soufre est-elle endothermique ou exothermique? Justifier qualitativement. 20- Exprimer la constante dõžquilibre en fonction de!. 21- Calculer lõenthalpie standard de ržaction de lõžquilibre dõoxydation du dioxyde de soufre en trioxyde de soufre (on donnera une valeur approchže raisonnable). 22- Quelle est lõinfluence sur la position de lõžquilibre dõune lžg re augmentation isotherme de pression? Une džmonstration est exigže.

Mines Chimie MP 2014 Énoncé 6/6 DonnŽes : La notation grandeur/unitž, introduite par Guggenheim, signifie que la grandeur prend la valeur indiquže dans lõunitž indiquže. Ainsi, p(x)/bar = 0,10 indique que la pression partielle de x vaut 0,10 bar. Constante dõavogadro : N A = 6,0.10 23 mol -1. Constante des gaz parfaits :R= 8,3 J.K -1.mol -1 Constante de Nernst ˆ 298 K : RT F ln10=0,06v Constante de Planck : h = 6.10-34 J.s CŽlŽritŽ de la lumi re: c=3.10 8 m.s -1 E /V ˆ ph = 0. VO 2 + /VO 2+ (ou VO 2 + /[VO(H 2 O) 5 ] 2+ ): 1,0 V. V 2+ /V(s) : -1,18 V. MnO 4 - /Mn 2+ : 1,50 V. Approximations numžriques : 2 " 10 7 3" 7 4 2,5 f(x)=lnx 2 1,5 1 0,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 FIN DE LÕENONCE