Correction - Bac Liban Juin 2009

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I ) De l'importance de l'eau oxygénée (7 points)

II ) Le cercle des planètes disparues (5 points)

III ) L'oscillateur élastique (4 points)
IV) La radio B.L.U. (spe) (4 points)

 

Correction - Sujet Bac Liban Juin 2009 - I ) De l'importance de l'eau oxygénée :

1) Préparation du dihydrogène par électrolyse

1.1) La réduction se produit à la cathode. C’est un gain d’électrons fournis par l’électrode reliée au pole négatif du générateur. L’électrode de nickel est donc la cathode.

L’électrode de titane est l’anode.

1.2) demi-équation à l’anode :        2 Cl^-_(aq) = Cl_{2 (g)} + 2 e^-

demi-équation à la cathode :       2 H⁺_(aq) + 2 e^- = H_{2 (g)}

1.3) Q = I . Δt = n(e^- ) . N_A . e    ;   n(e^- ) = I . Δt / (N_A . e)

D’après la demi-équation, 2 H⁺_(aq) + 2 e^- = H_{2 (g)} , n(e^- ) = 2 n(H₂)

V(H₂) = n(H₂) . Vm = ½ n(e^- ) . Vm = ½ I . Δt . Vm / (N_A . e)

1.4) V(H₂) = ½ 5,00.10⁴ x (60 x 60) x 30,0 / ( 6,02.10²³ x 1,60.10^-19) = 2,80.10⁴ L = 28,0 m³

 

2.1.1) Tableau d’avancement :

		2 H2O2(aq)    =         O2(g)         +      2 H2O(l)
État	Avancement	Quantités de matière en mol
Etat initial	0	n(H2O2)0 = c . V	0	Excès
En cours	x	n(H2O2)0 – 2 x	x	Excès
Etat final	xf	n(H2O2)0 – 2 xf	xf	Excès

 

2.1.2) Si la réaction est totale, n(H₂O₂)_f = 0 = n(H₂O₂)₀ – 2 x_max  .

x_max= n(H₂O₂)₀ / 2 = c . V / 2 = 2,5 x 24.10^-3 / 2 = 0,030 mol = 30 mmol

Cette valeur correspond bien au graphique de l’annexe.

2.1.3) x(t) = n(O₂) (d’après le tableau) ;  P . V = n . R . T ;   n = P . V / (R . T)

 x(t) = P .V(O₂)(t) / ( R . T )

2.1.4) x(t) = 1,013.10⁵ x 540.10^-6 / (8,31 x (273,15+25) = 0,022 mol

Cette valeur correspond bien au graphique.

 

2.2.1) Le temps de demi-réaction t_1/2 est le temps où x(t) = x_max / 2 = 15 mmol.

D’après le graphique, t_1/2  est voisin de 15 minutes.

2.2.2) La vitesse de la réaction correspond au coefficient directeur de la tangente à la courbe.

Cette valeur est maximale au début de la réaction puis diminue au cours du temps.

 

2.3.1) Cette diminution de la vitesse de réaction s’explique par la diminution de la concentration des réactifs qui sont consommés. Or la concentration des réactifs est un facteur cinétique, plus elle est grande, plus la vitesse augmente.

Au niveau microscopique, plus les réactifs sont nombreux dans un volume, plus la probabilité de chocs entre réactifs est grande, plus la vitesse est grande.

2.3.2) La température est un facteur cinétique, plus elle est grande , plus la vitesse augmente.

Voir graphique.

2.3.3) La quantité initiale de H₂O₂  est identique, l’avancement final est donc identique, il ne change pas. La proposition 1 est donc fausse.

La concentration initiale de H₂O₂ est multipliée par 2, la vitesse de réaction est donc plus grande, la proposition 2 est donc vraie.

2.4.1) Un catalyseur est une espèce chimique qui accélère la réaction sans la modifier .

2.4.2) Lors de ce suivi cinétique, la catalyse mise en jeu est homogène car les ions Fe³⁺ sont dans la même phase aqueuse que le réactif H₂O₂  .

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Correction - Sujet Bac Liban Juin 2009 - II ) Le cercle des planètes disparues :

 

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Correction - Sujet Bac Liban Juin 2009 - III ) L'oscillateur élastique horizontal :

 

 

 

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Correction - Sujet Bac Liban Juin 2009 - IV ) La radio B.L.U. (spe):

 

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