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7/29/2019 Devoir de Control 1
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Chimie
On se propose d ' tudier la c intique de la raction entre l 'eau oxygne
(peroxyde d 'hydrogne) H2 O 2 e t les ions iodures I-
apports par une solution
d ' iodure de po tass ium.
Cette raction es t lente e t to ta le , son quation-bilan es t donne c i-dessous :
H2O
2 + 2I-
+ 2H+
2H20 + I2
On dispose des solutions suivantes :
- iodure de potass ium, de concentra t ion 0,10moll- 1
.
- eau oxygne, de concentra t ion 0,10moll- 1
.
- ac ide sulfurique, dont la concentra t ion es t vois ine de 1mol/ l .
Princ ipe des mesures : le mlange des ractifs ayant t fa i t la date t = 0 , on
effectue diffrentes dates des prlvements du milieu ractionnel e t on dose le
diiode form. les mesures ont permis de suivre l 'volution de la concentra t ion du
diiode form en fonction du temps, e t de tracer les deux courbes [I2 ]= f ( t )
donnes c i-aprs , pour deux solutions diffrentes :
Solu t ion (1 ) : mla nge d e 50, 0ml d' acid e sul furi que + 9 0,0ml d' iodur e depota ssiu m + 10,0 ml d' eau oxyg ne ; v olum e t otal 150 ml.
Solu t ion (2 ) : m la nge de 50 ,0 ml d' aci de su lf uri que + 50, 0 ml d' iodur e depota ssiu m + 40, 0 ml d ' eau di sti lle + 10,0 ml d 'e au oxy gn e, vol ume to tale
150 ml.
Lyce 7 novembre
Metouia21/11/98
Devoir de contrle
N1
_ Physique Chimie _
7 Sc.Ex 1
M. :Nouiri AliDure : 2heures
+
[ I 2 ] ( m m o l . l- 1
)
t ( m i n )
L i m i t e t h o r i q u e
2 m i n
1 m m o l . l - 1
( a )
( b )
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A a) Dfinir la vi tesse de formation du diiode une date t . La calculer en
mmol l- 1
min- 1 pour chacune des deux courbes (a) e t (b) la date t=2 min.
b) Quel facteur c intique jus t if ie la disposit ion re la t ive des deux courbes ? En
dduire la correspondance entre la solution (1) ou (2) e t la courbe (a) ou (b).
c) Peut-on, l 'a ide d 'une seule courbe, mettre en vidence l ' influence de ce
facteur c intique ? Just if iez votre rponse.
d) H+
est- i l un ractif ou un cata lyseur? Just if ier
B - a ) Ca lcu le r la quant i t (expr ime en moles ) d 'eau oxygne in t rodui te dans
chacune des deux so lu t ions . Mme ques t ion pour les ions iodure e t le s ions H+
.
(Remarque l ' ac ide su l fur ique tan t un d iac ide , une molcule d 'ac ide l ib re deux
ions H+)
b) En dduire que, dans chacun des deux cas , l 'eau oxygne es t le ract i f
l imi tan t de la rac t ion .
c) Montrer que la concentra t ion de diiode form, lorsque la raction es t
termine, es t en accord avec le rsulta t de la question prcdente .
d) Peut-on considrer que cette concentra t ion l imite es t a t te inte :
- pour le mlange (1) ?
- pour le mlange (2) ?
Physique
Partie I
Un ressort (R) de masse ngligeable ,
de ra ideur K=40N.m- 1
est f ix un
support f ixe . A lautre extrmit
de ressort on suspend un solide (S)
de masse m=100g.
1 ) Soi t l o l a l longement du ressort
lorsque (S) es t dans sa posit ion dquil ibre .
Un) Dterminer la re la t ion entrem, K, l o et g
Deux) Exprimer l nerg ie po ten t ie l le dusystme {S, R} en fonction de K, m etg . Calculer sa valeur
2) Dun point B, s i tu une dis tance d=1,35m
de la vert icale passant par (S), on lance vert icalement vers le haut un corps
ponctuel (C) de masse mc , avec une vitesse ov . Le corps (C) a t te int (S) avec une
vi tesse 11 3
= s.mvr
. Dterminer la valeur de la vi tesse ini t ia le ov de (C) .
i
x
h
(S )O
(S )
d = 1 , 3 5 m
B
D
A 0Epp=
ov
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3) Sous leffe t du choc suppos las t ique, (S) remonte dune hauteur h=0,1m.
Soi t V la vi tesse de (S) jus te aprs le choc.
a ) Dte rminer l express ion de l ' nerg ie mcanique du sys tme {s , R, te r re )
dans la posit ion A jus te aprs le choc dans la posit ion extrme D aprs la
remont .
b) Montre r que le sys tme {s , R, te r re ) es t conserva t i f
c ) Dduire la va leur de la v i tesseV de ( S ) aprs le choc
4 ) E n su pp os an t le ch o c b r ef e t p ar f ai t em en t l a st i qu e
a) Dte rminer , en fonc t ion de m, mc et 1v les express ions de V et 2v
(vitesse de C jus te aprs le choc)
Deux) Dduire la valeur de m et celle de la valeur de 2v .Partie II
Cons idrons l e mon tage c i -con t re :
Un so l ide S1 de masse
m=0,6Kg es t accroch
l ex t rmit l ib re dun ressor t
sp i res non jo in t ives , de masse ngl igeable ,
ra ideur K e t de longueur v idel o =50cm,
l ensemble es t p lac sur un p lan AB inc l in dun angle=20 par rappor t
l hor izonta le .
Le p lan inc l in AB=1m prsen te deux par t ie :
La par t ie AO=0,53m es t rugueux , Les f ro t tements sur AO sont quiva len ts une force f de mme d irec t ion que le mouvement , de sens contra i re e t de
va leur cons tan te 5N0,=f .
La par t ie BO es t l i s se e t ne prsen te aucune force de f ro t tement1) Ca lcu le r l a l longement l o l qui l ib re en cons idran t S1 l qui l ib re dans
la par t ie l i s se
2) En dduire la ra ideur K du ressor t3) Un so l ide S2 de masse m2 vien t de heur te r S1 , Le choc S1 - S 2 tan t f ron ta l e t
las t ique , la v i tesse de S1 jus te aprs le choc es t1m.s2,2v =
r.
On ne s in t resse pas l tude du choc .
En appl iquant le thorme de la var ia t ion l nerg ie mcanique au
sys tme {S1 , R , te r re} d te rminer :
a ) Labsc isse x1 du poin t le p lus bas a t te in t pa r S1 .
Tro is ) Labsc isse x2 du poin t le p lus lev a t te in t pa r S1 .
B
A
O
S 1
x0=
PPE
+
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Part ie III
Un so l ide S ponc tue l de masse m=0,2 kg es t f ix l ex t rmit dun ressor t
ver t ica l de ra ideur K=40N.m- 1
e t dont l au t re ex t rmit tan t f ixe .
S es t car t de sa pos i t ion dqui l ib re dea
puis abondonn lu i -mme sans v i tesse in i t ia le .
On prendra l axe iO ver t ica l descendant ,
O correspond la pos i t ion dqui l ib re de
S o le ressor t e s t a l long de l . On repre
la pos i t ion de S par son absc isse x .
On a reprsen t sur le g raphe c i -contre les
courbes donnant en fonc t ion de x2
de la var ia t ion
de l nerg ie po ten t ie l le e t de l nerg ie mcanique
du sys tme {Ressor t , S , te r re} .
1 ) a Expr imer l nerg ie po ten t ie l le las t ique du sys tme en fonc t ion de m,
g e t K lorsque S es t en qui l ib re . La ca lcu le r
b Ut i l i se r le g raphe pour dduire
l nerg ie po ten t ie l le de pesan teur pour
ce t te pos i t ion e t le p lan de r f rence chois i
pour l nerg ie po ten t ie l le de pesan teur nu l le .
2 ) Reprsen te r sur le mme graphique la courbe
donnant l nerg ie c in t ique EC en fonc t ion de x2.
En dduire la v i tesse de S lo rs de son passage
par sa pos i t ion dqui l ib re .
3 ) a Expr imer l nerg ie mcanique du sys tme
en fonc t ion de K, l e t a
- b Dduire l ampl i tude a des osc i l la t ions de S .- c Pour une pos i t ion x de S que lconque expr imer l nerg ie mcanique du
sys tme en fonc t ion de K, l , x e t v .
- d Dduire la v i tesse de S au passage par l absc isse de x=2cm.
i
x
l
a
( S )O
x 2 ( c m )
E p ( J )
5 2 5
0 , 0 5
0 , 1
E E P
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