DEVOIR N 8 DE PHYSIQUE CHIMIE

NOM : Prénom : 2 nde 5 DEVOIR N 8 DE PHYSIQUE CHIMIE Chaque réponse devra être rédigée. Chaque résultat doit être accompagné de son unité et donné avec un nombre de chiffres significatifs cohérent avec les données. Données : N A = 6,02.10 23 mol -1 ; 1 a.l. = 9,47.10 15 m ; M(H)=1,00 g.mol -1 ; M(C)=12,0 g.mol -1 ; M(N)=14,0 g.mol -1 M(O)=16,0 g.mol -1 ; M(Se)=79,0 g.mol -1 2 ème tentative Objectifs à valider Savoir (coef. 3) Savoir-Faire niveau 1 Savoir-Faire niveau 2 SF1_6 SF1_7 SF1_8 SF2_5 SF2_6 Com (coef. 1) SAV_11 SAV_12 SF1_9 SF1_10 SF1_11 SF2_7 C C Note du 2 e trimestre Exprimer obligatoirement les 4 premiers en puissance de 10. 1) 247,67 nm = m 2) 29,7 Tm = m 3) 8,96 dam = m 4) 186,9 µm = m SF1_9 5) 27 896 m = cm 6) 14,96 m = hm Exercice n 2 : Le premier objet découvert par le Next-Generation Transit Survey (NGTS) NGTS-1b est une exoplanète située à environ 600 années-lumière de la Terre et orbitant autour d une naine rouge de type M. Son étoile est moins lumineuse que le Soleil avec la moitié de sa masse et celle de son rayon, d'après les modèles de formation des planètes. De la taille de Jupiter (69 911 km de rayon) et possédant 80 % de sa masse environ (soit 1 518.10 24 kg), NGTS-1b est bien trop grosse pour avoir pu naître autour de son étoile. Les astrophysiciens doivent revoir leur copie. www.futura-sciences.com 1. Expliquer pourquoi «l Univers a une structure lacunaire» en utilisant un vocabulaire adapté. SAV_11 2. Donner la définition d une année-lumière. SAV_12 3. Calculer la distance entre l exoplanète et la Terre en km. SF1_11 4. Depuis combien de temps a été émise la lumière par la naine rouge que nous observons actuellement? Justifier votre réponse en utilisant l expression «Voir loin, c est voir dans le passé» et un vocabulaire scientifique. SF2_7 5. Donner l ordre de grandeur en mètre du rayon de cette exoplanète. SF1_10

Exercice n 3 : Le sélénium (Se) est indispensable car il entre dans la composition de la glutathion péroxydase, l'une des enzymes les plus antioxydantes de l'organisme. Un adulte a besoin d environ 8,23.10-7 mol de sélénium. Son utilisation et sa rétention dans le corps sont dépendantes de la présence d'acide folique, de vitamine B12. 1. Exprimer puis calculer le nombre d atomes de sélénium nécessaire par jour. SF1_6 2. L acide folique a pour formule brute C 19 H 19 N 7 O 6. Exprimer puis calculer la masse molaire moléculaire de l acide folique. SF1_7 3. 100 g de jaunes d œufs contiennent 76,4.10-6 g de sélénium. Exprimer puis calculer la quantité de matière (en mol) correspondante. SF1_8 Un comprimé pour traiter des douleurs d'intensité modérée à intense contient 0,500 g de paracétamol (C 8 H 9 NO 2 ) et 1,00.10-4 mol de codéine (C 18 H 21 NO 3 ). 1. En faisant apparaître votre démarche, calculer la quantité de matière en mol de paracétamol contenue dans un comprimé. SF2_5 2. En faisant apparaître votre démarche, calculer la masse de codéine contenue dans un comprimé. SF2_6

NOM : Prénom : 2 nde 5 DEVOIR N 8 DE PHYSIQUE CHIMIE Chaque réponse devra être rédigée. Chaque résultat doit être accompagné de son unité et donné avec un nombre de chiffres significatifs cohérent avec les données. Données : N A = 6,02.10 23 mol -1 ; 1 a.l. = 9,47.10 12 km ; M(H)=1,00 g.mol -1 ; M(C)=12,0 g.mol -1 ; M(N)=14,0 g.mol -1 M(O)=16,0 g.mol -1 ; M(S)=32,0 g.mol -1 ; M(K)=39,1 g.mol -1 2 ème tentative Objectifs à valider Savoir (coef. 3) Savoir-Faire niveau 1 Savoir-Faire niveau 2 SF1_6 SF1_7 SF1_8 SF2_5 SF2_6 Com (coef. 1) SAV_11 SAV_12 SF1_9 SF1_10 SF1_11 SF2_7 C C Note du 2 e trimestre Exprimer obligatoirement les 4 premiers en puissance de 10. 1) 7,67 Mm = m 2) 94,7 pm = m 3) 21, 6 dm = m 4) 93,9 hm = m SF1_9 5) 746 m = mm 6) 0,64 m = km Exercice n 2 : Le premier objet découvert par le Next-Generation Transit Survey (NGTS) NGTS-1b est une exoplanète située à environ 600 années-lumière de la Terre et orbitant autour d une naine rouge de type M. Son étoile est moins lumineuse que le Soleil avec la moitié de sa masse et celle de son rayon, d'après les modèles de formation des planètes. De la taille de Jupiter (69 911 km de rayon) et possédant 80 % de sa masse environ (soit 1 518.10 24 kg), NGTS-1b est bien trop grosse pour avoir pu naître autour de son étoile. Les astrophysiciens doivent revoir leur copie. www.futura-sciences.com 1. Donner l ordre de grandeur en gramme de la masse de cette exoplanète. SF1_10 2. Expliquer pourquoi «l Univers a une structure lacunaire» en utilisant un vocabulaire adapté. SAV_11 3. Donner la définition d une année-lumière. SAV_12 4. Calculer la distance entre l exoplanète et la Terre en m. SF1_11 5. Depuis combien de temps a été émise la lumière par la naine rouge que nous observons actuellement? Justifier votre réponse en utilisant l expression «Voir loin, c est voir dans le passé» et un vocabulaire scientifique. SF2_7

Exercice n 3 Le potassium (K) est indispensable car il dirige l'hydratation des cellules de l'organisme. Notre corps en contient environ 2,46.10 24 atome de potassium. 1. Exprimer puis calculer quantité de matière en mol d atomes de potassium contenu dans notre corps. SF1_6 2. Il existe des traitements de l'hypokaliémie. Un sirop contient du sorbate de potassium de formule brute C 6 H 7 KO 2. Exprimer puis calculer la masse molaire moléculaire du sorbate de potassium. SF1_7 3. 100 g de café contiennent 9,21.10-2 mol de potassium. Exprimer puis calculer la masse correspondante. SF1_8 Un comprimé pour traiter des douleurs d'intensité modérée à intense contient 0,500 g d amoxicilline (C 16 H 19 N 3 O 5 S) et 3,14.10-4 mol d acide clavulanique (C 8 H 9 NO 5 ). 1. En faisant apparaître votre démarche, calculer la quantité de matière en mol d amoxicilline contenue dans un comprimé. SF2_5 2. En faisant apparaître votre démarche, calculer la masse d acide clavulanique contenue dans un comprimé. SF2_6

Correction du DS n 8 (sujet 1) 1) 247,67 nm = 247,67.10-9 m 2) 29,7 Tm = 29,7.10 12 m 3) 8,96 dam = 8,96.10 1 m 4) 186,9 µm = 186,9.10-6 m 5) 27 896 m = 27 896.10 2 cm 6) 14,96 m = 14,96.10-2 hm Exercice n 2 : Le premier objet découvert par le Next-Generation Transit Survey (NGTS) 1. L Univers a une structure lacunaire car il est constitué essentiellement de vide. 2. Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année. 3. d = 600 * 9,47.10 15 = 5,68.10 18 m = 5,68.10 15 km 4. La lumière émise par la naine rouge met 600 années pour arriver sur Terre. Par conséquent, nous observons la naine rouge telle qu elle était il y a 6 siècles «Voir loin, c est voir dans le passé» 5. R = 69 911 km = 69 911.10 3 m = 6,9911.10 7 m 10.10 7 m 10 8 m Exercice n 3 1. N(Se) = n(se)*n A = 8,23.10-7 * 6,02.10 23 = 4,95.10 17 Il faut 4,95.10 17 atomes de sélénium par jour. 2. M(C 19 H 19 N 7 O 6 ) = 19*M(C) + 19*M(H) + 7*M(N) + 6*M(O) = 19*12,0 + 19*1,00 + 7*14,0 + 6*16,0 = 441 g/mol La masse molaire moléculaire de la molécule d acide folique vaut 441 g/mol. 3. n(se) = m(se) / M(Se) = 76,4.10-6 /79,0 = 9,67.10-7 mol 100 g de jaunes d œufs contiennent 9,67.10-7 mol de sélénium. 1. M(C 8 H 9 NO 2 ) = 8*M(C) + 9*M(H) + 1*M(N) + 2*M(O) = 8*12,0 + 9*1,00 + 1*14,0 + 2*16,0 = 151,0 g/mol n(c 8 H 9 NO 2 ) = m(c 8 H 9 NO 2 ) / M(C 8 H 9 NO 2 ) = 0,500/ 151,0 = 3,31.10-3 mol Un comprimé contient 3,31.10-3 mol de paracétamol. 2. M(C 18 H 21 NO 3 ) = 18*M(C) + 21*M(H) + 1*M(N) + 3*M(O) = 18*12,0 + 21*1,00 + 1*14,0 + 3*16,0 = 299,0 g/mol m(c 18 H 21 NO 3 ) = n(c 18 H 21 NO 3 ) * M(C 18 H 21 NO 3 ) = 1,00.10-4 * 299,0 = 2,99.10-2 g La masse de codéine vaut 2,99.10-2 g.

Correction du DS n 8 (sujet 2) 1) 7,67 Mm = 7,67.10 6 m 2) 94,7 pm = 94,7.10-12 m 3) 21, 6 dm = 21, 6.10-1 m 4) 93,9 hm = 93,9.10 2 m 5) 746 m = 746.10 3 mm 6) 0,64 m = 0,64.10-3 km Exercice n 2 : Le premier objet découvert par le Next-Generation Transit Survey (NGTS) 1. m = 1518.10 24 kg = 1518.10 27 g = 1,518.10 30 g 1.10 30 g 10 30 g 2. L Univers a une structure lacunaire car il est constitué essentiellement de vide. 3. Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année. 4. d = 600 * 9,47.10 12 = 5,68.10 15 km = 5,68.10 18 m 5. La lumière émise par la naine rouge met 600 années pour arriver sur Terre. Par conséquent, nous observons la naine rouge telle qu elle était il y a 6 siècles «Voir loin, c est voir dans le passé» Exercice n 3 1. n(k) = N(K)/N A = 2,46.10 24 / 6,02.10 23 = 4,09 mol Il y a 4,09 mol de potassium dans notre corps. 2. M(C 6 H 7 KO 2 ) = 6*M(C) + 7*M(H) + 1*M(K) + 2*M(O) = 6*12,0 + 7*1,00 + 1*39,1 + 2*16,0 = 150,1 g/mol La masse molaire moléculaire de la molécule de sorbate de potassium vaut 150,1 g/mol. 3. m(k) = n(k) * M(K) = 9,21.10-2 *39,1 = 3,60 g 100 g de café contiennent 3,60 g de potassium. 1. M(C 16 H 19 N 3 O 5 S) = 16*M(C) + 19*M(H) + 3*M(N) + 5*M(O) + 1*M(S) = 16*12,0 + 19*1,00 + 3*14,0 + 5*16,0 + 1*32,0 = 365,0 g/mol n(c 16 H 19 N 3 O 5 S) = m(c 16 H 19 N 3 O 5 S) / M(C 16 H 19 N 3 O 5 S) = 0,500 / 365,0 = 1,37.10-3 mol Un comprimé contient 1,37.10-3 mol d amoxicilline. 2. M(C 8 H 9 NO 5 ) = 8*M(C) + 9*M(H) + 1*M(N) + 5*M(O) = 8*12,0 + 9*1,00 + 1*14,0 + 5*16,0 = 199,0 g/mol m(c 8 H 9 NO 5 ) = n(c 8 H 9 NO 5 ) * M(C 8 H 9 NO 5 ) = 3,14.10-4 * 199,0 = 6,25.10-2 g La masse d acide clavulanique vaut 6,25.10-2 g.