Contrôle N° 02 Seconde 2001

Sciences physiques

énoncé et correction

   

 

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I- Compléter le tableau suivant :

II- Le Soleil a rendez-vous avec la Lune.

III- Un peu de réfraction.

IV- Chromatographie sur couche mince (C.C.M) d’encres.

V- Caractéristiques physiques.

 

 

 

I- Compléter le tableau suivant :

 

Distance au Soleil

Étoile Proxima du Centaure

Étoile Polaire

Grand Nuage de Magellan

Galaxie d’Andromède

En

milliard de km

4,16 x 10 4

4,07 x 10 6 km

1,70 x 10 9

2,46 x 10 10 km

En a.l

4,40

430

1,80 x 10 5 a.l

2,60 x 10 6

II- Le Soleil a rendez-vous avec la Lune.

La Lune a un diamètre DL = 3,36 x 103  km et elle est située à la distance d = 3,84 x 105  km  de nous (la Terre).

Lors d’une éclipse de Soleil, elle masque celui-ci, et les bords des deux astres coïncident pratiquement.

La distance Terre-Soleil vaut DTS = 1,50 x 108  km.

1)- Faire un schéma légendé de la situation (il ne faut pas respecter les échelles).

 

2)- Calculer le diamètre DS du Soleil. Justifier votre réponse.

-    diamètre DS du Soleil :
-    Le diamètre apparent du Soleil est égal au diamètre apparent de la Lune.
-     

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III- Un peu de réfraction.

Une radiation monochromatique passe de l’air dans le verre. Le rayon incident arrive sur la surface plane de séparation des deux milieux en faisant un angle de 30 ° avec cette surface.

Le rayon réfracté (ou transmis) fait un angle de 57 ° avec la surface de séparation.

1)- Faire un schéma légendé de la situation décrite.

-    schéma légendé de la situation décrite :

 

2)- Qu’appelle-t-on point d’incidence ? Noter I ce point sur le schéma, puis nommer SI le rayon incident et IR le rayon réfracté.

-    point d’incidence  I 
-    Point d’incidence : point de contact entre le rayon incident et la surface de séparation.
-    Position de  I sur le schéma et de  SI le rayon incident et IR le rayon réfracté.

 

3)- Les angles donnés correspondent-ils aux angles d’incidence et de réfraction ?

-    Il manque la droite de référence qui est la normale NI à la surface de séparation.
-    Valeur de i1 = = 60 ° et valeur de i2 = 33 °
-    Les angles donnés ne correspondent pas aux angles de réfraction et d’incidence car ses angles sont donnés par rapport à la surface de séparation.

 

4)- Quelle est la référence qui manque sur le schéma pour définir et déterminer ces angles ?

Tracer cette ligne de référence et donner les valeurs de l’angle d’incidence i1 et de l’angle de réfraction i2.

-    La référence qui manque sur le schéma pour définir et déterminer ces angles :
-    Il manque la droite de référence qui est la normale NI à la surface de séparation.
-    Valeur de i1 = = 60 ° et valeur de i2 = 33 °
 

5)- Calculer l’indice de réfraction n2 du verre sachant que celui de l’air n1 = 1,00. Justifier votre réponse.

-    L’indice de réfraction n2 du verre.
-    On utilise la deuxième loi de la réfraction :
-     

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IV- Chromatographie sur couche mince (C.C.M) d’encres.

On réalise la chromatographie de plusieurs encres.

Pour cela, on dispose 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)- Quel est le principe d’une C.C.M ? Indiquer le rôle de l’éluant.

-    le principe d’une C.C.M : La chromatographie est une technique de séparation des constituants d’un mélange.
-    L’éluant entraîne les constituants du mélange avec des vitesses différentes.
-    Ce qui permet de les séparer.
 

2)- Indiquer quelle est la phase fixe et quel est l’éluant ?

-    La phase fixe est constituée par le papier CANSON
-    Et la phase mobile par le mélange : alcool, butanol et ammoniac.

 

3)- Décrire précisément ce chromatogramme. Quelles informations apporte-t-il sur la composition de chacune des encres utilisées ?

-    Description du chromatogramme :
-    Au-dessus de chaque goutte déposée, on observe une ou plusieurs taches à différentes hauteurs.
-    Certains dépôts ont donné une seule tache, le dépôt V a donné plusieurs taches.
-    Toutes les substances ont donné une tache au même niveau
-    L’indigo et l’encre bleue sont constituées d’une seule espèce chimique.
-    L’encre violette est un mélange d’espèces chimiques.

 

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 ?

-    Informations :
-    l’indigo est une espèce chimique car on obtient une seule tache.
-    L’encre bleue est une solution d’indigo.
-    L’encre violette contient de l’indigo et d’autres espèces chimiques.

 

5)- Définir le rapport frontal et déterminer la valeur du rapport frontal pour chaque espèce chimique.

-    rapport frontal : rapport entre la distance parcourue par l’espèce chimique et la distance parcourue par l’éluant.
-          
-             
-     


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V- Caractéristiques physiques.

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.

a)-  Déterminer les masses volumiques ρ0 et ρ1 des deux liquides.

-    masses volumiques ρ0 et ρ1 des deux liquides.
-    Masse volumique de l’eau :
-     
-    Masse volumique de l’éthanol :
-     

 

b)-  Définir la densité d et calculer la densité d1 de l’éthanol.

-    densité d et calculer la densité d 1 de l’éthanol.
-    Elle se mesure par rapport à l’eau.
-    C’est le rapport entre la masse m’ d’un volume V d’alcool sur la masse m du même volume V d’eau.
-     

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)- L’huile essentielle du clou de girofle est obtenue par hydrodistillation.

Afin de séparer l’huile essentielle du distillat, on ajoute du dichlorométhane qui est insoluble dans l’eau.

a)-  Décrire le principe de l’hydrodistillation.

-    principe de l’hydrodistillation :
-    Les huiles essentielles des clous de girofle sont entraînées par la vapeur d’eau portée à l’ébullition.
-    Le mélange est ensuite refroidi et l’on obtient deux phases non miscibles :
-    La phase aqueuse et la phase organique.

 

b)-  Quel est le rôle du dichlorométhane ? Comment recueillir le dichlorométhane et l’huile essentielle qu’il contient ?

-    rôle du dichlorométhane 
-    Le dichlorométhane est un solvant qui permet d’extraire les huiles essentielles de la phase aqueuse (du distillat).
-    On utilise une ampoule à décanter

 

 



 
 

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