Correction Bac Afrique Juin 2001

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I ) Cinétique de réaction (5 points)

II ) De l'oscillateur électrique à l'oscillateur mécanique (6 points)

III ) Isoméries. Synthèse des constituants de l'essence de jasmin (4 points)

IV ) Pesée du monde (5 points)

IV ) Maquette de microscope (5 points) (spe)

 

Correction Bac Afrique Juin 2001 - I ) Cinétique de réaction :

 

 

 

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Correction Bac Afrique Juin 2001 - II ) De l'oscillateur électrique à l'oscillateur mécanique :

 

 

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Correction Bac Afrique Juin 2001 - III ) Isoméries. Synthèse des constituants de l'essence de jasmin :

1) Première partie : Isoméries

 

 

1.1) Le butan-2-ol est chiral car il possède un atome de carbone C^* lié à 4 groupes différents :    CH₃-C^*H(OH)-CH₂-CH₃  

 

 

 

1.2) Le pent-2-ène présente l'isomérie (Z-E).

 

1.3) formule semi-développée d'un isomère de position du composé butan-2-ol : CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-OH  butan-1-ol

2) Deuxième partie : Synthèse de l'acétate de benzyle :

2.1) L'intérêt du montage à reflux est d'augmenter la température pour accélérer la réaction sans perdre de matière grâce au réfrigérant.

 

2.2) La réaction utilisée est une estérification. Elle est lente et limitée

 

2.3)

 

2.4) n(acide acétique) = m / M = 10 / 60 = 0,17 mol

Pour que le mélange soit équimolaire , il faut que n(acide acétique) soit égale à n(alcool benz.)

m(alcool benz.) = n . M = 0,17 x 108 = 18 g

V(alcool benz.) = m / r = 18 / 1,04 = 17 cm³ = 17 mL

 

2.5) m(acétate de benzyle)_obtenu = r . V = 1,06 x 15,8 = 16,7 g

Si la réaction était totale , n(acétate de benzyle)_max = n(acide acétique)₀ = 0,17 mol

m(acétate de benzyle)_max = n . M = 0,17 x 150 = 25 g

rendement : h = m(acétate de benzyle)_obtenu / m(acétate de benzyle)_max = 16,7 / 25 = 0,67 = 67 %

 

2.6) Le rendement maximal de ce type de réaction ne dépend pas de la durée de chauffage ni de la quantité d'acide sulfurique utilisée (ils ne font varier que la vitesse de la réaction).

Par contre, en remplaçant l'acide acétique par la même quantité d'anhydride acétique, on produit l'acide acétique au lieu de l'eau et on évite l'hydrolyse de l'ester (réaction inverse), la réaction devient donc totale.

 

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Correction Bac Afrique Juin 2001 - IV ) Pesée du monde :

 

 

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Correction Bac Afrique Juin 2001 - IV ) Maquette de microscope : (spe)

I ) Diaphragme :

La qualité de l'image observée est  améliorée lorsqu'on superpose un diaphragme de faible diamètre sur l'objectif car on élimine ainsi les rayons lumineux les plus inclinés et les conditions de Gauss sont mieux respectées.

 

II ) L'image intermédiaire

1) 1/ /Å' – 1/ /Å = 1/ /₁F₁' = 1/ f₁'  

1/ /Å = 1/ /Å' - 1/ f₁' = 1/(O₁O₂ – O₂F₂) – 1/ f₁'

1/ /Å = 1/(170 – 30) – 1/ 30 = - 11/ 420  

Þ /Å » - 38 mm.

L'objet AB doit être situé à environ 38 mm pour que l'image intermédiaire A'B' soit dans le plan focal objet de l'oculaire. A'B' est réelle et renversée.

2) g = /Å'/ /Å = 140 / (-38) » - 3,7 ; 

g = Å'B'/ ÅB = - 3,7 

Þ A'B' = 3,7 AB = 3,7 x 4 » 15 mm.

 

III ) Construction de la marche de rayons lumineux à travers le microscope :

Voir schéma

 

IV ) Grossissement :

1) tan a = AB / OA » a  

Þ   a » 4,0 / 250 » 0,016 rad.

2) tan a' = A'B' / O₂F₂ » a'  

Þ  a' » 15 / 30 » 0,49 rad

3) grossissement G = a' / a = 0,49 / 0,016 » 31

 

IV ) Grossissement commercial :

G_e = 0,25 D / (f₁' . f₂').

D = O₁O₂ – O₁F₁' - O₂F₂' = 170 – 30 – 30 = 110 mm

G_e = 0,25 x 110.10^-3 / (30.10^-3 x 30.10^-3) » 31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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