Contrôle  N° 02 bis

Vrai et faux (cinétique chimique)

Transformations acido-basiques

La lumière

Correction

Énoncé

 

   

 

 

I- Vrai ou faux.

Préciser si les affirmations suivantes sont vraies ou fausses en justifiant.

 

1)- L’avancement d’une réaction lente est une fonction linéaire du temps.

 

Faux :

L’avancement croit avec le temps mais de plus en plus lentement

au fur et à mesure que les réactifs disparaissent.

 

2)- Lors d’un titrage iodométrique, on détermine la quantité d’ions iodure

présents dans un échantillon.

 

Faux :

Un titrage iodométrique permet de suivre la quantité de matière

de diiode présent dans la solution.

 

3)- Le spectrophotomètre mesure l’absorbance d’une solution colorée.

 

Vrai :

Un spectrophotomètre mesure l’absorbance

d’une solution colorée ou la transmittance.

 

4)- Pour une solution suffisamment diluée contenant une seule espèce colorée,

l’absorbance de la solution est proportionnelle à la concentration en espèce colorée.

 

Vrai :

La Loi de Beer-Lambert traduit cette proportionnalité

pour les solutions suffisamment diluées.

 

5)- La vitesse volumique d’une réaction chimique est homogène à une

concentration divisée par un temps.

 

  Vrai :

La vitesse volumique est la dérivée par rapport au temps du rapport

entre l’avancement de la réaction et le volume du milieu réactionnel.

Expression : Elle s’exprime en mol / L / s.

 

6)- La vitesse volumique d’une réaction est égale à la valeur de la pente de

la tangente à la courbe x (t) à l’instant considéré.

 

Faux :

La vitesse volumique est égale à la valeur du rapport

de la pente de la tangente à la courbe x (t) à l’instant considéré 

par le volume du mélange réactionnel.

 

II- Transformations acido-basiques.

1)- Espèces conjuguées.

Déterminer l’espèce conjuguée de chacune des espèces chimiques suivantes,

en précisant s’il s’agit d’un acide ou d’une base.

a)-   H2O

b)-   CH3COO

c)-   NH4+

d)-   (CO2, H2O)

 

a)-   H3O+ (acide) / H2

ou  

H2O  / HO (base)

b)- CH3COOH (acide) / CH3COO 

c)-   NH4+  / NH3 (base)

d)-   (CO2, H2O) / HCO3 (base)

 

2)- précision d’une mesure.

La mesure du pH d’une solution d’ammoniac effectuée avec un pH-mètre donne :

 pH = 9,20 ± 0,05.

a)-   Déterminer la valeur de la concentration en ions oxonium de la solution.

 -  Valeur de la concentration en ions oxonium de la solution.

 -  

b)-   Donner un encadrement de la valeur de cette concentration.

 -  Encadrement de la valeur de cette concentration

 -  

c)-   En déduire la précision relative sur la mesure.

-  Précision relative sur la mesure. 

-   

-  étude plus fine :

-  Incertitude absolue :

-   incertitude relative :

3)- Une solution d’acide éthanoïque de volume V = 30 mL et 

de concentration C = 5,00 x 10 – 3 mol / L a un pH =3,56.

Calculer le taux d’avancement de la réaction entre l’acide éthanoïque et l’eau.

Justifier la réponse.

 -    taux d’avancement de la réaction entre l’acide éthanoïque et l’eau.

Équation

AH (aq)  +

H2O (ℓ)

=

A (aq)

   +   H3O+ (aq)

état

Avancement

x (mol)

 

 

 

 

 

État initial (mol)

0

napp = n

excès

 

0

ε << n

Au cours de la

transformation

x

napp – x

excès

x

x

Avancement

final

xf

napp – xf

excès

xf

xf

Avancement

 maximal

xmax

napp – xmax = 0

excès

 

xmax

xmax

-  Avancement maximal :

napp – xmax = 0

-  napp = xmax = C . V

-    Avancement final :

-    Taux d'avancement  : 

-   

III- La lumière.

1)- Quelle expression est susceptible de représenter l’écart angulaire θ

lors de la diffraction

d’une lumière monochromatique de longueur d’onde λ par une ouverture

circulaire de diamètre d ? Justifier.

-  La première expression θ = 1,22 λ .d est fausse car l’écart angulaire est exprimé en radian.

-  Il s’exprime sans unité.

-  D’autre part, l’écart angulaire augmente quand le diamètre de l’ouverture diminue :

-  la bonne expression est :

 

-  Cette relation est en accord avec celle utilisée dans le cas d’une fente :

-   .

-  L’écart angulaire est proportionnel à la longueur d’onde λ de la radiation utilisée.

2)- Mesure d’une longueur d’onde.

On réalise la figure de diffraction classique d’une fente, de largeur

a = 0,127 mm, avec un laser hélium-néon produisant un faisceau de lumière horizontal.

L’écran d’observation, situé à la distance D = 3,40 m de la fente, est vertical et

perpendiculaire au faisceau.

-  Déterminer la longueur d’onde λ de la lumière laser, en utilisant

le cas échéant l’approximation des petits angles : tan θ ≈ θ (rad).

Faire un schéma et justifier la réponse.

-  Schéma :

-  Longueur d’onde de la lumière laser.

-  Remarque connaissant L et D, on peut en déduire la valeur

de la tangente : 

-  Vérification : 

-  

-  On peut faire l’approximation des petits angles car D >> L.

-  Dans le cas d’une fente, l’écart angulaire est donné par la relation suivante :

 -