Contrôle  N° 03

C.C.M

Caractéristiques physiques.

Déviation par un prisme.

Les spectres.

Correction

Énoncé

 

   

 

1.      Chromatographie sur couche mince (C.C.M) d’encres. Correction

On réalise la chromatographie de plusieurs encres.

 Pour cela, on dépose sur un trait tracé à 1 cm du

bord inférieur d’un rectangle de papier canson,

 trois taches : solution d’indigo (I), encre bleue (B)

, encre violette (V).

On place le papier dans un bécher contenant un

 mélange d’alcool, de butanol et d’ammoniac.

1.1.   Quel est le principe d’une C.C.M ? Indiquer

 le rôle de l’éluant.

1.2.   Indiquer quelle est la phase fixe et quel est

 l’éluant ?

1.3.   Décrire précisément ce chromatogramme.

Quelles informations apporte-t-il sur la

 composition de chacune des encres utilisées ?

1.4.   Indiquer pour chaque encre si c’est une

 espèce chimique ou un mélange d’espèces

 chimiques. Que peut-on conclure sur la

 composition de l’encre violette ?

1.5.   Définir le rapport frontal et déterminer la

 valeur du rapport frontal pour chaque espèce

 chimique.

2.      Caractéristiques physiques.

2.1.   La masse, d’un volume V = 50 mL d’eau, est m = 50 g

Celle d’un volume V = 50 mL d’éthanol vaut m’ = 39 g .

2.1.1.Déterminer les masses volumiques ρ 0 et ρ 1 des deux liquides.

-   Masse volumique de l’eau :

-   Masse volumique de l’éthanol :

2.1.2.Définir la densité d et calculer la densité d 1 de l’éthanol.

-   densité de l’éthanol (liquide à la température ambiante).

Elle se mesure par rapport à l’eau.

-   La densité d'un solide ou d'un liquide est le rapport entre la masse m’ d’un

volume V d'une substance sur la masse m du même volume d’eau.

2.2.   La masse, d’un volume V = 250 mL, d’acétone est m = 197 g

Calculer la masse volumique de l’acétone en kg / m3.

-   masse volumique de l’acétone en kg / m3.

3.      Déviation par un prisme.

On éclaire un prisme d’angle BÂC = 45 ° par un

 faisceau de lumière monochromatique rouge

 perpendiculairement à la surface de séparation

 air-verre. On représente ce faisceau par le rayon

 SI.

L’indice de l’air n air = 1,00 et l’indice du

verre : n verre = 1,33. 

3.1.  Déterminer la valeur de l’angle d’incidence

i 1. Justifier.

-   Valeur de l’angle d’incidence :

-   L’angle d’incidence est l’angle que fait le

 rayon incident avec la normale à la surface de

 séparation. Comme le rayon incident est

 perpendiculaire à la surface de séparation :

i1 = 0 °

3.2.   À l’aide de la seconde loi de Descartes, en

 déduire la valeur de l’angle de réfraction i 2.

Justifier les notations.

-   Valeur de l’angle de réfraction :

-   Seconde loi de Descartes :

n 1.sin i 1 = n 2.sin i 2

-   Comme  i1 = 0 ° => i2 = 0 °

3.3.   Construire géométriquement la prolongation

du rayon lumineux à l’intérieur du prisme.

3.4. Déterminer l’angle avec lequel le rayon

 sort du prisme à l’aide de la seconde loi de

Descartes. Faire un schéma et justifier la

 construction.

-   Valeur de l’angle de sortie i’2

-   Seconde loi de Descartes :

n 2.sin i’1 = n 1.sin i’2

-    

Remarque :  Si on remplace la lumière rouge par

la lumière blanche, on observe le spectre de la

lumière blanche du rouge au violet.

Dispersion de la lumière blanche par un prisme

4.      Les spectres.

4.1.   On observe le spectre de la lumière transmise par un gaz

à basse pression éclairé en lumière blanche.

-  Ce spectre est-il totalement continu ?

Dans le cas contraire, comporte-t-il des raies noires ou des raies colorées ?

à quoi correspond alors chaque raie ?

-   On observe un spectre de raies d’absorption :

des raies noires sur fond coloré (spectre de la lumière blanche)

4.2.   Comment obtient-on un spectre d’absorption ?

Quelle relation existe-t-il entre un spectre d’absorption et

le spectre d’émission d’une même espèce chimique ?

-   On analyse la lumière transmise par un gaz à basse pression éclairé en

lumière blanche.

-   Une espèce chimique absorbe les radiations qu’elle est capable d’émettre.