Correction Bac Antilles Septembre 2009
Calculatrice autorisée
I ) Un bijou peu coûteux ( 6,5 points)
II ) Etude d'une bobine par différentes méthodes ( 5,5 points)
III ) Caractéristiques d'un lunette astronomique (spe) ( 4 points)
Correction - Antilles Septembre 2009 - I ) Un bijou peu coûteux
:
1) Bilan de l’électrolyse
1.1. Il y a un dépôt
d’argent sur la bague en cuivre, c’est une réduction. Elle se produit donc
à cathode . Ag+(aq) + e- = Ag(s)
Les ions Ag+ captent les électrons de la cathode venant du circuit. C’est la borne – du générateur qui fournit les électrons , qui doit donc être reliée à la cathode.
1.2. L’autre oxydant présent est H+ : 2 H+(aq) + 2 e- = H2(g)
1.3. à l’électrode de graphite : 2 H2O(l) = O2(g) + 4 e- + 4 H+(aq)
1.4. 2 H2O(l) = O2(g) + 4 e- + 4 H+(aq) et Ag+(aq) + e- = Ag(s) ) x 4
4 Ag+(aq) + 2 H2O(l) = 4 Ag(s) +
O2(g) + 4
H+(aq)
1.5.1. Δt = 80 ´ 60 = 4 800 s ; Q = I ´ Δt = n(e–) ´ F
n(e–)
= I ´ Δt / F = 0,024 ´ 4 800 / 96 500 = 1,2.10-3 mol
1.5.2. ni(Ag+) = C ´ V = 4,00.10-3 ´ 0,500 = 2,00.10-3 mol
|
Équation de la transformation chimique |
4 Ag+(aq)+2 H2O(l) = 4 Ag(s)+O2(g)+ 4
H+(aq) |
|
|||||
|
État du système |
Avancement en mol |
n(Ag+) en mol |
n(H2O) en mol |
n(Ag) en mol |
n(O2) en mol |
n(H+) en mol |
n(e-) échangés |
|
État initial |
x = 0 |
ni(Ag+) |
Excès |
0 |
0 |
Excès |
0 |
|
État intermédiaire |
x |
ni(Ag+) – 4x |
Excès |
x |
x |
Excès |
4 x |
1.5.3. D’après le tableau, x = n(e- ) / 4 = 1,2.10-3 / 4 = 3,0.10-4 mol
1.5.4. n(Ag)f
= 4 x = 1,2.10-3mol ; m(Ag) = n ´ M = 1,2.10-3x 107,9 = 0,13 g
2 ) Choix d’une réaction support pour doser les ions argent restant après l’électrolyse.
2.1. Ag+(aq)
+ Cl-(aq) = AgCl(s)
2.2. Qr
= 1 / ([Ag+] ´ [Cl-])
2.3. Qr,
i = 1 / ([Ag+]i ´ [Cl-]i) = 1 / ( [C.V /
(V+V1)] ´ [C1.V1 / (V+V1)])
Qr,
i = 1 / ([4,00.10-3 x 5,0.10-3 / 6,0.10-3]
´ ([1,00.10-1 x 1,0.10-3
/ 6,0.10-3]) = 1,8.104
2.4. Qr, i < K , la réaction évolue dans le sens direct de l’équation, de la formation du précipité blanc, ce qui est en accord avec l’observation de l’expérience.
3 ) Détermination de la masse d’argent déposée sur la bague de cuivre
3.1.
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Matériel proposé |
Matériel nécessaire pour le dosage |
|
Burette de 25,0 mL |
X (on y verse la solution titrante) |
|
Becher de 1,0 L |
X (on y verse la solution à doser) |
|
Becher de 250 mL |
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|
Becher de 50 mL |
X ( pour verser la solution titrante) |
|
Conductimètre avec sa sonde |
X |
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pH-mètre avec son électrode |
|
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Agitateur magnétique |
X |
|
Barreau aimanté |
X |
|
Éprouvette graduée de 25 mL |
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|
Éprouvette graduée de 100 mL |
|
|
Pipette graduée de 10,0 mL |
|
|
Pipette graduée de 25,0 mL |
|
3.2. A l’équivalence, les réactifs Ag+ et Cl- ont été
ajouté dans les proportions de l’équations et ont été complètement consommés.
3.3. Le volume équivalent VE est à l’intersection des 2 demi-droites du graphiques : VE = 10 mL
3.4. A l’équivalence,
nr(Ag+) = n(Cl-)E = C1 ´ VE.
3.5. nC(Ag+)
= ni(Ag+) - nr(Ag+)
nC(Ag+)
= C ´ V - C1 ´ VE
nC(Ag+)
= 2,00.10-3 – 1,00.10-1 ´ 10.10-3 = 1,00.10-3
mol
3.6. m(Ag) = n
´ M = 1,00.10-3 x 107,9 = 0,108
g.
3.7. La masse précédente est cohérente avec celle calculée à la question 1.5.4. de 0,13 g.
L’écart de 0,02 g représente 15 % d’erreur ce qui est assez important.
La question 1.2. laisse supposer qu’une autre réduction pourrait se faire , ce qui limiterait le dépôt d’argent.
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Correction - Antilles Septembre 2009 - II ) Etude
d'une bobine par différentes méthodes :
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Correction - Antilles Septembre 2009 - III ) Les dominos :
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Correction - Antilles Septembre 2009 - III ) Caractéristiques
d'une lunette astronomique (spe) :
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