Devoir de Control 1

7/29/2019 Devoir de Control 1

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1

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 )


2/4

2

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


3/4

3

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

+


4/4

4

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

Documents

Devoir de Control 1