Nom Prénom : .. CORRIGÉDEVOIR n°2   2°7 vendredi 19 octobre 2007

1 – Un bûcheron désire évaluer la hauteur d'un arbre pour pouvoir dégager un périmètre de sécurité suffisant quand il va l'abattre. Pour cela, il se place à 80,0 m de l'arbre. Il utilise une règle graduée placée verticalement en tendant le bras ; la distance entre la règle et l'oeil est alors de 68,1 cm. Sur la règle, la taille apparente de l'arbre est de 22,7 cm. 

a) Faire le schéma correspondant à la mesure, 1

b) Calculer la hauteur de l'arbre. 3(CD) et (AB) sont parallèles donc on peut utiliser le théorème de Thalès :

ABCD

=OBOD

⇒ AB=CD×OB

OD=

0,227×80,00,681

=26,7 m

(en gardant 3 chiffres significatifs, comme les données)

2 – On vise un mât, au sommet S de Fort Boyard, depuis deux points A et B de la côte, distants de AB = 1,50×102 m. Sachant que  SAB=90° et  SBA=86,7° :

a) Faire le schéma correspondant à la mesure, 1

b) Calculer la distance D = SA entre la côte et Fort Boyard. Exprimer le résultat en notation scientifique. 3

tanSBA=SAAB

⇒ SA=AB×tanSBA=1,50×102×tan86,7=2,60×10³m

(en gardant 3 chiffres significatifs, comme les données)

3 – Hydrodistillation de l'estragon.Données :Substance estragole dichlorométhane eau eau salée

Densité 0,96 1,34 1,00 1,1

Solubilité de l'estragole ­ très soluble peu soluble très peu soluble

Protocole :a) Dans un ballon de 500 mL, on introduit 200 mL d'eau distillée, des feuilles finement découpées d'estragon frais et quelques 

billes de verre (ou de pierre ponce) ;b) On réalise un montage d'hydrodistillation et on porte à ébullition le mélange contenu dans le ballon ;c) On laisse se poursuivre la distillation jusqu'à obtenir environ 50 mL de distillat : celui­ci est trouble car il est composé d'un 

mélange hétérogène : la phase aqueuse et la phase huileuse (contenant l'estragole), mal séparées ;d) On ajoute au distillat 5 g de chlorure se sodium (sel) et on le dissout par agitation ;e) On verse ensuite le mélange obtenu dans une ampoule à décanter et on introduit 10 mL de dichlorométhane ;f) On laisse reposer ;g) On récupère la phase organique ;h) On y ajoute ensuite du chlorure de calcium anhydre.

Après filtration on obtient une solution, notée H, d'huile essentielle dans le dichlorométhane.Questions

1. Quel est le rôle de l'eau introduite dans le ballon ? 1La vapeur d'eau dans le ballon va extraire l'estragole des feuilles d'estragon et va entraîner cette estragole en dehors du ballon.

arbreOB = 80,0 mCD = 22,7 cmOD = 68,1 cm

O

A

B

C

D

règleoeil

S A

BFort

BoyardAB = 1,50×102 m86,7°

2. Quel est le rôle des billes de verre ? 1Les billes de verre vont mélanger le contenu du ballon, ce qui permet un chauffage plus homogène et une meilleure extraction de l'estragole.

3. Annoter le schéma du montage d'hydrodistillation. Préciser où entre et sort l'eau. 3

4. Quel est le rôle du réfrigérant ? 1Le réfrigérant refroidit les vapeurs qui passent dans le tube et les condensent pour obtenir un distillat liquide.

5. Pourquoi à l'étape d) ajout­on du chlorure de sodium dans le distillat ? (justifier avec les données). Quel est le nom de cette opération ? 1Le chlorure de sodium rend l'estragole presque insoluble dans l'eau, ce qui va faciliter son extraction.

6. Quel est le rôle de l'ajout du dichlorométhane à l'étape e) ? Justifier la réponse. 1L'estragole est très soluble dans le dichlorométhane, et va donc passer entièrement dans celui-ci. Le dichlorométhane va donc extraire tout l'estragole de la phase aqueuse.

7. Faire le schéma (annoté) de l'ampoule à décanter après agitation et décantation. Préciser la position des phases organiques et aqueuses, en la justifiant. Quelle est la composition de ces deux phases ? 2

La phase aqueuse se situe au-dessus de la phaseorganique car sa densité de 1,1 est inférieure àcelle de la phase organique avec 1,32

8. Quelle est la précaution à prendre (liée à la sécurité) lors de l'agitation de l'ampoule à décanter. 0,5Il faut dégazer, c'est à dire ouvrir l'ampoule à décanter pour que les gaz formés puissent s'échapper (et éviter les surpressions).

9. Comment se nomme l'opération réalisée au f). Quel est son but ? 1An f) on laisse reposer l'ampoule à décanter pour que la phase aqueuse et la phase organique soient bien séparées : c'est la décantation.

10. Quel est le rôle du chlorure de calcium anhydre ? 0,5Le chlorure de calcium anhydre va capter les traces d'eau qui restent dans la phase organique et donc l'assécher.

feuilles d'estragon+ billes de verre+ 200 mL d'eau

ballon

chauffe-ballon

réfrigérant droit

éprouvette graduée

distillat

entrée d'eau froide

sortie d'eau

Phase aqueuse

:

eau + sel

Phase organique :

dichlorométhane

+ estragole