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CONCOURS EXTERNES IT 2017 EPREUVE TECHNIQUE D’ADMISSION

Durée : 1h30

Coefficient : 2

Concours externes 2017 n°191 T BAP B

Corps : Technicien de la recherche

BAP : B

Emploi-type : Technicien-ne en chimie et sciences physiques

Délégation organisatrice : Ile de France Ouest et Nord, Meudon

REMARQUES IMPORTANTES

Vous répondrez aux questions directement sur le sujet.

Les sujets d’épreuves écrites seront aggrafés à la copie.

Les questions peuvent être traitées dans l’ordre de votre choix.

Toute feuille de brouillon rendue avec la copie sera systématiquement rejetée.

La calculatrice simple est autorisé.

Les réponses doivent être claires et succinctes.

L’utilisation du téléphone portable est interdite.

Tout élément distinctif sur les copies sera éliminatoire.

1

Partie I. Culture générale et organisationnelle

Exercice 1 : Que signifient les sigles suivants : (3 points)

Sigle Signification

CNRS

ENS

UMR

TCN

BAP B

Exercice 2 : Organisation du temps de travail (5 points)

Votre responsable vous demande de réaliser les tâches suivantes. Le temps nécessaire pour

effectuer correctement chaque tâche est indiqué en gras.

1) Réceptionner, ranger une commande de produits chimiques et mettre à jour la

base de données 45 minutes

2) Prendre une « Pause café » 15 minutes

3) Analyser le spectre d’un produit enregistré précédemment 20 minutes

4) Effectuer une synthèse d’un composé. Cette réaction dure 110 minutes et ne

nécessite aucune attention particulière. Il faut néanmoins, en plus procéder,

aux opérations suivantes :

5) Vérifier la pureté des solvants nécessaires à la synthèse 30 minutes

6) Mettre en place l’expérience 30 minutes

7) Traiter et isoler le produit 60 minutes

8) Nettoyer le matériel utilisé dans la synthèse ci-dessus 30 minutes

9) Etablir une liste de verrerie à commander 20 minutes

2

Vous devez réfléchir à la manière dont vous allez procéder pour réaliser l’ensemble de ces tâches

en un minimum de temps. Etablissez le phasage des tâches en remplissant le tableau suivant et en

indiquant votre temps de travail total.

Temps total :

Rq : pour information un tableau de phasage de tâches se remplit par exemple de la manière

suivante (solution fausse)

Exercice 3 : Calcul du salaire d'un technicien au CNRS (2 points)

Au CNRS, le traitement indiciaire brut (TIB) annuel (hors primes) est calculé en multipliant l’indice majoré par la valeur annuelle du point d’indice.

La rémunération brut annuelle est composée du TIB auquel sont ajoutés une Indemnité de résidence de 1,61% du TIB et une prime de participation à la recherche annuelle de 2407,80 €, est ensuite déduit un abattement de transfert primes/points de 278 €.

Au 01/01/2017, l'indice majoré d'un T au 1e échelon est de 339.

Au 01/02/2017, la valeur annuelle du point d’indice est 56,2323 €.

Tache 1

Tache 2

Tache 3

Tache 4

Tache 5

Tache 6

Tache 7

Tache 8

Tache 9

270 280 290 300210 220 230 240 250 260150 160 170 180 190 20090 100 110 120 130 140

Temps en minutes10 20 30 40 50 60 70 80

Tache 1

Tache 2

Tache 3

Tache 4

Tache 5

Tache 6

Tache 7

Tache 8

Tache 9

260 270 280 290 300210 220 230 240 250160 170 180 190 200

Temps en minutes10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

3

a) Calculez la rémunération brute annuelle d'un T n'ayant aucune ancienneté.

b) Calculez le salaire net annuel sachant que les charges salariales représentent 18,5 % de la rémunération brute annuelle, en déduire le salaire net mensuel.

Exercice 4 : (2 points) Relier d’un trait le logiciel correspondant à son utilisation :

Logiciel Utilisation

Présentation

Tableur

Traitement de texte

Base de données

4

Partie II. Chimie générale Exercice 1 : Donner les unités SI (Système International) (4 points)

Quantité de matière

Pression

Volume

Température

Densité

Temps

Masse

Exercice 2 : A quelles puissances de 10 correspondent les préfixes suivants : (4 points)

Nano Kilo Giga Pico Micro Méga Milli Femto

Exercice 3 : Réaction de combustion du glucose

C6H1206+x O2 → yCO2 + zH20

a ) équilibrer la réaction : (2 points)

5

b) on brule 90 g de glucose

Calculer le nombre de moles de glucose (détailler le calcul) (2 points)

c) Calculer le nombre de moles de CO2 libérées (2 points)

d) Sachant que le volume molaire du CO2 est de 24 L.mol-1 à 20°C, calculer le volume libéré en m3

(2 points)

6

Exercice 4 :

Vous disposez d’une solution d’acide chlorhydrique à 0,1 N et du matériel suivant :

a) Comment procédez-vous pour vérifier la justesse de la pipette de 1000 µL ? (2points)

b) Un étudiant vérifie le pH de cette solution à l’aide d’un pH-mètre et s’étonne d’obtenir un

pH de 2,1.

A quel pH devrait être cette solution ?

Sachant qu’il n’y pas eu d’erreur lors de la préparation de la solution, l’erreur provient

d’une mauvaise utilisation du pH-mètre. Que lui conseillez-vous pour y remédier ? (2

points)

5 ml 10 ml 25 ml 50 ml 100 ml

5 ml 10 ml 25 ml 50 ml 100 ml

7

c) Vous devez diluer 5 fois cette solution. La dilution est réalisée dans l’eau et le volume final

de solution est de 25 mL.

Décrivez comment vous procédez en précisant le matériel utilisé. Quelle est la

concentration de cette solution fille ? (2 points)

d) A partir de la solution fille précédente, décrivez comment vous procédez pour préparer

100 mL d’une solution à 20 µmol.L-1 ? Précisez le matériel utilisé. (3 points)

8

Exercice 5 : (20 points)

Vous êtes Monsieur (Madame) Camille Dupond, technicien(ne) dans l’industrie de la confiserie. La

plupart des bonbons à la banane contiennent de l’acétate d’isoamyle. Votre direction vous

demande de réaliser un échantillon de cet arôme. Elle met à votre disposition le protocole

suivant :

« Dans un bicol de 100 mL équipé d’un Dean-Stark au collecteur rempli de cyclohexane, introduire

10,9 mL de 3-Méthyl-1-butanol (0,1 mol), 7,0 mL d’acide éthanoïque (0,1 mol), 15 mL de

cyclohexane. Ajouter 1 mL d’acide sulfurique goutte à goutte, sous vive agitation. Porter à reflux

pendant le temps nécessaire à la réaction. Laver le brut réactionnel avec 20 mL d’eau distillée.

Récupérer la phase contenant l’ester attendu et laver avec 20 mL d’une solution saturée de

bicarbonate de sodium. Sécher la phase contenant l’ester attendu, filtrer et évaporer le

cyclohexane sous pression réduite. On obtient 9,76 g d’ester sous forme de liquide incolore. »

Ce protocole n’est pas très précis et même partiellement erroné.

Vous disposez également des données suivantes :

M(3-Méthyl-1-butanol) = 88,1 g.mol-1 (3-Méthyl-1-butanol) = 0,809 g.cm-3

M(ac.éthanoïque) = 60,1 g.mol-1 (ac.éthanoïque) = 1,049 g.cm-3

M(acétate d’isoamyle) = 130,2 g.mol-1

a) Ecrire l’équation de la réaction en formule semi-développée ou topologique (1 pt)

b) Corriger l’erreur sur le volume d’acide éthanoïque. (1 pt)

9

c) A quoi sert le Dean-Stark et pourquoi faut-il le pré-remplir de cyclohexane ? (2 pts)

d) Comment peut-on savoir que la réaction est terminée ? (1 pt)

e) A quoi sert l’acide sulfurique et pourquoi faut-il l’ajouter goutte à goutte sous vive agitation ? (2

pts)

f) A quoi sert le lavage avec la solution saturée de bicarbonate de sodium ? Quelle est la formule

brute du bicarbonate de sodium ? (2 pts)

10

g) Selon vous, une étape de purification est-elle nécessaire et si oui que suggérez-vous ? (1 pt)

h) En réalisant l’expérience, vous avez obtenu 9,1 g d’ester. Calculez le rendement de la réaction.

(1 pt)

i) Pour caractériser l’ester formé vous pouvez utiliser : (2 pts)

la RMN : □oui □non

le banc Kofler □oui □non

le voltmètre □oui □non

l’infrarouge □oui □non

j) citez les EPI que vous allez utiliser pour cette expérience? (1 pt)

k) Rédigez avec rigueur votre cahier de laboratoire pour cette synthèse sur les pages fournies ci-

après. Soyez précis, notamment sur le traitement du brut réactionnel. Dessinez le montage

expérimental. (6 pts)

11

12

63

13

Exercice 6 : Techniques de purification

Citez 3 techniques de purification (3 points)

Exercice 7 : Donnez le nom ou le symbole chimique des éléments suivants : (5 points)

Si :

tungstène

B :

potassium

N :

Exercice 8 : Donner la définition d’un soluté et d’un solvant (2 points)

Exercice 9 : Compléter le tableau suivant (5 points)

Nom des composés Formule brute Formule semi-développée

Acétone

Ethanol

Cyclohexane

14

o-Dichlorobenzène

1,3-Butadiène

Exercice 10 : Associez à chaque schéma le nom du montage correspondant (6 points)

Montage : distillation, chauffage à reflux, dosage acido-basique, filtration

Exercice 11 : Associez à chaque dessin le nom de la verrerie correspondante (7 points)

15

a h

b i

c j

d k

e l

f m

g n

Exercice 12 : Les produits suivants, en solution aqueuse, sont-ils des bases ou des acides ? (3

points)

Base Acide

Soude

CH3COOH

Potasse

KOH

HCl

16

Exercice 13 : On convient de représenter le noyau d’un atome par le symbole : (3 points)

𝑆𝑏12151

Nom de l’élément

Numéro atomique

Masse atomique relative

Nombre de protons

Nombre de neutrons

17

Partie III. Chimie analytique

Exercice 1 : Techniques analytiques

a) Associez à chaque courbe/graphique la technique analytique correspondante (5 points)

Techniques : FTIR, UV, RMN, fluorescence, ATG, spectre de masse, pH-mètre

Total-Sat-EMC104 #140 RT: 4.00 AV: 1 NL: 5.57E5F: FTMS + p ESI Full ms [150.00-2000.00]

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

m/z

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Rela

tive

Abun

danc

e

669.1120

300.3389

630.0892

309.1283

335.0587160.9543

229.1423

480.9300354.0723597.7491 746.9363362.0183

1078.9965864.8432 985.8301

678.0760

1216.9304 1634.07851354.1838 1466.4996366.0152 1850.32141754.0531 1956.2399

18

b) Parmi les techniques précédentes, quelles sont celles qui permettent de donner une

information sur la structure ? (3 points)

Exercice 2 : Mesure par spectroscopie UV

A partir de la loi de Beer-Lambert : 𝐴𝜆 = 𝑙 ∗ 𝐶 ∗ 𝜀𝜆

a) définissez les différents termes de l’équation en précisant leur unité. (4 points)

b) L’analyse par spectroscopie UV de solutions de Styrène, à différentes concentrations, fournit les

spectres compilés ci-dessous à gauche ; le spectre obtenu pour un composé inconnu est donné sur

la droite :

Solutions de styrène à différentes concentrations Echantillon inconnu

19

i. Précisez la gamme d’absorption dans laquelle cette loi est linéaire (2 points)

ii. Dessinez la droite d’étalonnage (3 points)

iii. Quelle est environ la concentration de l’échantillon inconnu ? (2 points)

1 mg.mL-1

4,5 mg.mL-1

6 mg.mL-1

20

Exercice 3 : Le domaine de longueur d’onde de la lumière visible par l’œil est : (1 point)

0,4 à 0,8 millimètres

400 à 800 nanomètres

40 à 80 micromètres

Exercice 4 : Le spectre infrarouge d’un composé inconnu présente une bande large à 3350 cm-1 et son spectre RMN du proton donne les informations suivantes :

4,12 ppm intégration 1H

3,10 ppm intégration 2H

0,95 ppm intégration 9H

Quelle est la formule correspondant à ce composé ? (cochez la case correspondante)

21

Partie IV. Hygiène et sécurité

Voici les fiches de sécurité de quelques produits utilisés dans les laboratoires

1-Dichlorométhane

-

22

2- Silice

23

3-Pyridine

24

4- Ethanedithiol

25

Exercice 1 : Dans le tableau suivant cochez les équipements de protection que vous utiliseriez en fonction des produits manipulés ? (4 points)

Blouse Lunettes Gants Sorbonne Masque à cartouche

Masque à poussière

Dichlorométhane

Silice

Pyridine

Ethanedithiol

Exercice 2 : Dans le tableau suivant indiquez le/les lieux de stockage adaptés : (4 points)

Paillasse Armoire ventilée

Armoire fermée à clef

Sorbonne Réserve de produits chimiques

Bureau

Dichlo-rométhane

Silice

Pyridine

Ethanedithiol

Exercice 3 : Dans le tableau suivant indiquez à quel endroit vous élimineriez les produits ou matériels suivants ? (5 points)

Bidon de récupération pour solvants halogénés

Bidon de récupération pour solvants non-halogénés

Bidon de récupération pour phase aqueuse

Evier Poubelle

Bidon de récupération pour déchets solides

Dichloro-méthane

Silice

Pyridine

Ethanedithiol

Gants ou papiers souillés

26

Exercice 4 : Comment réaliser un mélange acide/eau pour éviter toute éclaboussure dangereuse :

(1 point)

Verser l’eau dans l’acide

Verser l’acide dans l’eau

Ce mélange ne peut pas avoir lieu

Exercice 5 : Que signifie le sigle CMR ? (1 point)

Exercice 6 : On se débarrasse des petits morceaux de sodium après une manipulation (1 point)

En les jetant dans l’eau

En les jetant dans l’alcool

En les faisant bruler