EPREUVE A OPTION DE CHIMIE

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

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

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

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

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

pka D UN INDICATEUR COLORE

BREVET D ÉTUDES PROFESSIONNELLES AGRICOLES SUJET

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

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

CONCOURS COMMUN 2010 PHYSIQUE

Exemples d utilisation de G2D à l oral de Centrale

Exercices sur le thème II : Les savons

Titre alcalimétrique et titre alcalimétrique complet

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

Mesures calorimétriques

Rappels sur les couples oxydantsréducteurs

LABORATOIRES DE CHIMIE Techniques de dosage

Enseignement secondaire

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

10 en agronomie. Domaine. Les engrais minéraux. Livret d autoformation ~ corrigés. technologique et professionnel

ACIDES BASES. Chap.5 SPIESS

Synthèse et propriétés des savons.

ChimGéné 1.3. Guide d utilisation. Auteur : Alain DEMOLLIENS Lycée Carnot - Dijon avec la collaboration de B. DIAWARA Ecole de Chimie de Paris

BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1

Séquence 5 Réaction chimique par échange de protons et contrôle de la qualité par dosage

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

Calcaire ou eau agressive en AEP : comment y remédier?

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Propriétés de l atome

U-31 CHIMIE-PHYSIQUE INDUSTRIELLES

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

Atelier : L énergie nucléaire en Astrophysique

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

Fiche de révisions sur les acides et les bases

DÉTERMINATION DU POURCENTAGE EN ACIDE D UN VINAIGRE. Sommaire

Suivi d une réaction lente par chromatographie

Physique : Thermodynamique

HRP H 2 O 2. O-nitro aniline (λmax = 490 nm) O-phénylène diamine NO 2 NH 2

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

SECTEUR 4 - Métiers de la santé et de l hygiène

DES ÉCOLES DES MINES D ALBI, ALÈS, DOUAI, NANTES. Épreuve de Physique-Chimie. (toutes filières) Mardi 18 mai 2004 de 08h00 à 12h00

Effets électroniques-acidité/basicité

SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

259 VOLUMETRIE ET TITRATION DOSAGE DU NaOH DANS LE DESTOP

Vitesse d une réaction chimique

DYNAMIQUE DE FORMATION DES ÉTOILES

Plan du chapitre «Milieux diélectriques»

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

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

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

NOTICE DOUBLE DIPLÔME

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

AIDE-MÉMOIRE LA THERMOCHIMIE TABLE DES MATIERES

CORRIGE. CHAP 04-ACT PB/DOC Electrolyse de l eau 1/12 1. ALIMENTATION ELECTRIQUE D'UNE NAVETTE SPATIALE

REACTIONS D OXYDATION ET DE REDUCTION

FICHE 1 Fiche à destination des enseignants

PHYSIQUE Discipline fondamentale

Principe de fonctionnement des batteries au lithium

Nombres, mesures et incertitudes en sciences physiques et chimiques. Groupe des Sciences physiques et chimiques de l IGEN

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

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

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL PHYSIQUE-CHIMIE

À propos d ITER. 1- Principe de la fusion thermonucléaire

Centre Universitaire LA CITADELLE 220, avenue de l Université B.P DUNKERQUE CEDEX 1 GUIDE DES ETUDES LICENCE PROFESSIONNELLE

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

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

TS 31 ATTAQUE DE FOURMIS!

THEME SANTE Problème : Quel diagnostic médical pour Madame X?

SESSION 2014 ÉPREUVE À OPTION. (durée : 4 heures coefficient : 6 note éliminatoire 4 sur 20)

Développements limités, équivalents et calculs de limites

EES : Engineering Equation Solver Fiche récapitulative - Marie-Sophie Cabot

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

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

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

Fiche 19 La couleur des haricots verts et cuisson

Programme détaillé BTS INFORMATIQUE DE GESTION DIPLÔME D ETAT. Objectifs de la formation. Les métiers. Durée de la formation

TPG 12 - Spectrophotométrie

TP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie

BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR QUALITÉ DANS LES INDUSTRIES ALIMENTAIRES ET LES BIO-INDUSTRIES

Notions de Chimie Générale - 4. Sommaire

Exemple de cahier de laboratoire : cas du sujet 2014

Le nouveau programme en quelques mots :

Liquides oraux : et suspensions. Préparations liquides pour usage oral. Solutions

THERMODYNAMIQUE: LIQUEFACTION D UN GAZ

Des molécules hydrophobes dans l eau

Table des matières. Acides et bases en solution aqueuse Oxydo Réduction... 26

MBA DGC SCIENCES PO* Filière MANAGEMENT

Acides et bases. Acides et bases Page 1 sur 6

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

Mesures et incertitudes

Solutions pour le calibrage et l entretien Gamme complète d accessoires indispensables

CAP C.R.M. Conducteur Routier Marchandises

Accumulateurs portables

Spécialité auxiliaire en prothèse dentaire du brevet d études professionnelles. ANNEXE IIb DEFINITION DES EPREUVES

eedd LA PLANETE N EST PAS UNE POUBELLE 1/7

Épreuve collaborative

1 Mise en application

Chapitre 6 : les groupements d'étoiles et l'espace interstellaire

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

PHYSIQUE-CHIMIE DANS LA CUISINE Chapitre 3 : Chimie et lavage

Transcription:

CONCOURS SUR ÉPREUVES OUVERT AUX CANDIDATS TITULAIRES D UN DIPLÔME VALIDANT LA FIN DE PREMIÈRE ANNÉE DU GRADE DE MASTER OU D UN CERTIFICAT DE SCOLARITÉ VALIDANT L ANNÉE PRÉCÉDANT CELLE DE L ATTRIBUTION DU GRADE DE MASTER ------- CONCOURS SUR ÉPREUVES OUVERT AUX FONCTIONNAIRES CIVILS DE L ETAT, DES COLLECTIVITÉS TERRITORIALES, D UN ETABLISSEMENT PUBLIC OU D UN ORGANISME INTERNATIONAL COMPTANT AU MOINS CINQ ANS DE SERVICE DANS UN CORPS DE CATEGORIE A OU ASSIMILIE SESSION 2010 EPREUVE A OPTION DE CHIMIE (durée : 4 heures coefficient : 6 note éliminatoire <= 4 sur 20) Pour les épreuves optionnelles de chimie, l'usage de calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique est autorisé à condition que leur fonctionnement soit autonome et qu'il ne soit pas fait usage d'imprimante. La consultation des notices de fonctionnement reste interdite. Sujet : EXERCICE I On se propose d étudier l orthophosphate de calcium : Ca 5 (PO 4 ) 3 OH 1.1 Synthèse L orthophosphate de calcium Ca 5 (PO 4 ) 3 OH peut être synthétisé dans l eau H 2 O, en milieu basique (solution aqueuse d ammoniac NH 3 ), vers 90 C à partir des composés suivants : nitrate de calcium Ca(NO 3 ) 2 et hydrogénophosphate de diammonium (NH 4 ) 2 HPO 4. La solution d hydrogénophosphate de diammonium (NH 4 ) 2 HPO 4 est versée dans la solution de nitrate de calcium Ca(NO 3 ) 2. L ammoniac est ensuite ajouté progressivement en excès. La précipitation d hydroxyde de calcium Ca(OH) 2 n est pas observée. 1/5

a) A partir des éléments suivants : Ca 5 (PO 4 ) 3 OH, H 2 O, Ca 2+, HPO 4, NH 3, NH 4 +, écrire l équation bilan de cette réaction (Les espèces présentes en solution aqueuse seront indiquées par le symbole «aq», les espèces solides par le symbole «s») b) On souhaite synthétiser 0,1 mole d orthophosphate de calcium. Déterminer la masse nécessaire de nitrate de calcium Ca(NO 3 ) 2 et d'hydrogénophosphate de diammonium (NH 4 ) 2 HPO 4. c) Dans quel domaine de ph convient-il de se situer pour effectuer la précipitation? 1.1 Etude de la solubilité a) Ecrire la réaction de dissolution de l orthophosphate de calcium Ca 5 (PO 4 ) 3 OH b) Calculer le produit de solubilité K S de l orthophosphate de calcium Ca 5 (PO 4 ) 3 OH à 25 C c) On considère la réaction «B» suivante : Ca 5 (PO 4 ) 3 OH s + 3 H 2 O 5 Ca 2+ aq + 3 HPO 4 aq + 4 OH - aq Déterminer la constante d équilibre notée «K B» de cette réaction en fonction de K S, du produit ionique de l eau K e et de K 3 : constante d acidité du couple HPO 4 / PO 4 3-. Calculer la valeur de K B à 25 C d) En considérant le ph, la réaction de dissolution et les domaines de prédominance des espèces en solution, la réaction «B» peut elle être qualifiée de prédominante? justifier votre réponse. e) Calculer la solubilité «S» de l orthophosphate de calcium Ca 5 (PO 4 ) 3 OH dans l eau pure à 25 C. La solubilité «S» sera exprimée par la concentration de Ca 2+ à l équilibre f) Argumenter le fait que l orthophosphate de calcium Ca 5 (PO 4 ) 3 OH est bien sous forme solide et que la précipitation d hydroxyde de calcium Ca(OH) 2 n est pas observée EXERCICE II On se propose d étudier diverses structures cristallines des métaux. Dans cet exercice, l approximation suivante sera considérée : les atomes assemblés dans une structure cristalline seront assimilés à des sphères dures, c'est-à-dire des volumes définis par un rayon r, impénétrables et non déformables. 2/5

1.1 Définitions a) Qu est ce que la coordinence? b) Qu est ce que la compacité? 1.2 Etude On s intéresse à la structure hexagonale compacte. a)citer et représenter deux autres structures cristallines b)dessiner une maille hexagonale de la structure hexagonale compacte en utilisant trois plans successifs, le premier plan contenant sept atomes, le second trois atomes et le troisième sept atomes. c)quel est le nombre d atomes par maille? d)quelle est la coordinence d un atome? e) Exprimer la relation existant entre r et le paramètre de la maille a où a représente la longueur de l arête de la base hexagonale f) Exprimer la relation existant entre r et le paramètre de la maille c où c représente la hauteur du prisme. g) Déterminer la compacité d une structure hexagonale compacte h) Que peut-on en déduire i) On considère un métal de masse molaire M. Donner l expression de la masse volumique ρ 1.3 Etude des sites cristallographiques La structure hexagonale compacte comporte des sites octaédriques et des sites tétraédriques. a) Combien de sites octaédriques peut-on dénombrer? Représenter graphiquement ces derniers. b) Quel est le rayon maximal de la sphère (qui sera noté r o ) que l on peut insérer dans un site octaédrique sans déformation de la structure? c) Combien de sites tétraédriques peut-on dénombrer? Représenter graphiquement ces derniers. d) Quel est le rayon maximal de la sphère (qui sera noté r t ) que l on peut insérer dans un site tétraédrique sans déformation de la structure? 3/5

EXERCICE III On se propose de séparer les énantiomères du composé 1. A partir du mélange racémique de ce composé, on procède aux réactions suivantes : 1 CH 3 COCl AlCl 3 2 (on s'intéresse à l'isomère para) 1) NaClO (milieu basique) 2) Milieu acide 3 3est ensuite dédoublé par l intermédiaire de son sel de quinine. Après retour en milieu acide, on isole l un des énantiomères pur que l on note 3*. On procède alors aux réactions suivantes à partir de 3* : SOCl - 1) 2 1) Br 2 / NaOH 1) NO 2 / H 3 O + 3* 4* 5* 1* 2) NH 3 2) Milieu acide 2) H 3 PO 2 a) Identifier les composés 2 à 5* et expliciter les réactions mises en jeu conduisant aux composés 2, 4* et 5*. b) A partir d un mélange racémique d un produit A noté A(R, S), expliquer comment peut être réalisée la séparation des deux énantiomères A(R) et A(S) à l aide d une solution d une molécule B (R) énantiomériquement pure en considérant la réaction suivante : A + B AB DONNEES Remarque : en cas de difficultés lors de la réalisation des calculs, ces derniers pourront être laissés sous forme de puissance, fraction... (exemple : 10 a,bc ; ( x.) / y...) Enthalpies libres standard de formation à 25 C : Ca 5 (PO 4 ) 3 OH Ca 2+ aq PO 4 3- aq OH - aq Δ f G (KJ.mol -1 ) -6387-553 -1020-157 Remarque : les grandeurs thermodynamiques standard des ions sont données en solution infiniment diluées. Par convention, les grandeurs thermodynamiques standard de l ion H + sont nulles. 4/5

Logarithmes décimaux des nombres : n 2 3 4 5 6 7 8 9 log 10 (n) 0.30 0.48 0.60 0.70 0.78 0.85 0.90 0.95 Masses Molaires (g.mol -1 ) : H : 1 O : 16 N : 14 P : 31 Ca : 40 Nombre d Avogadro : N = 6,0.10 23 mol -1 Constante des gaz parfaits : R = 8,31 J.K -1.mol -1 A la température de 25 C, on prendra RT Ln(x) = 5700 log 10 (x) (en unité J.mol -1 avec T, température absolue en Kelvin) Constante d acidité à 25 C : H 3 PO 4 : pk 1 =2,1 pk 2 = 7,2 pk 3 = 12,1 Couple NH 4 + aq /NH 3aq : pk a = 9,2 Trigonométrie : angle 2π π/6 π/4 π/3 π/2 π Cosinus 1 3/2 2/2 1/2 0-1 sinus 0 1/2 2/2 3/2 1 0 Tangent e 0 3/3 1 3 ± 0 Produit de solubilité : Ca(OH) 2 pk S = 5,26 Produit ionique de l eau : K e = 10-14 5/5