Devoir  N° 7

A- Etude d'un paramètre

B- Préparation d'un parfum

Correction.

 

   


 

A- Étude d’un paramètre.

1)- Représentation graphique :

Chaque courbe possède un régime transitoire et un régime permanent.

Première phase :

la vitesse de la balle augmente, mais elle augmente de moins en moins vite.

L’accélération diminue au cours du temps.

Deuxième phase :

 le régime permanent est atteint et la bille est animée d’un mouvement rectiligne uniforme.

2)- Vitesse limite dans chaque cas :

-     Pour déterminer la vitesse limite, on trace l’asymptote horizontale à la courbe v = f (t).

-     On trouve :

-     v 1lim = 35 m / s et v 2lim = 30 m / s.

3)- La poussée d’Archimède est négligeable par rapport au poids de la balle :

-     Poussée d’Archimède : poids du volume de fluide déplacé :

-     π = ρair . g . V  =>   π ≈ 1,2 x 10 – 3 x 10 – 3 x  9,8 x 10  2

-     π ≈ 1,2 x 10 – 3 N

-     Poids de la balle : P = m . g    =>    P 53 x 10 – 3 x 9,8    =>    P 5,2 x 10 – 1 N

-     Rapport :

4)- Équation différentielle : Pour aller plus loin

-     Système : balle de masse m, référentiel : terrestre supposé galiléen. 

-     Le repère : la chute de la balle est verticale :

-     On peut prendre un axe vertical orienté du haut vers le bas :

-     Représentation à l’instant t :

La Deuxième loi de Newton :

-    Dans un référentiel Galiléen, la somme vectorielle des forces extérieures

appliquées à un solide est égale au produit de la masse du solide par le

vecteur accélération de son centre d’inertie. On écrit : (1)

-   

-    

5)- Relation donnant la vitesse limite : lorsque la vitesse limite est atteinte, la vitesse de la balle est constante :

-    

-    Expression de la constante k :  :

-    Balle 1 :

-    Balle 2 :

-    La différence provient de l’état de surface de la balle.

-    La balle 1 est plus lisse que la balle 2.

B- Préparation d’un parfum.

1)- L’acide salicylique :

-    Acide salicylique :                    Méthanol : HO―CH3

 

-    Équation de la réaction :

 

2)- Préparation du mélange réactionnel :

a)-  Masse d’acide salicylique nécessaire : m1 = n1 . M1  =>   m10,200 x 153    =>    m127,6  g

b)-  Quantité de matière de méthanol :  

-    

-     Le bilan de quantité de matière de la réaction permet de dire que le méthanol est en large excès : n2 > n1.

-     Ce procédé permet de déplacer l’équilibre dans le sens de l’estérification et d’augmenter ainsi le rendement. 

-     Pour un mélange équimolaire, le rendement est de 66 % car l’alcool utilisé est un alcool primaire.

c)-  Rôle de l’acide sulfurique : 

-     Il permet d’accélérer la réaction mais ne déplace pas l’état d’équilibre. 

-     Les ions oxonium catalyse aussi bien la réaction d’estérification que la réaction d’hydrolyse.

d)-  Verrerie : 

-     Éprouvette graduée de 100 mL pour prélever les 60 mL ; pipette graduée de 10 mL pour prélever les 7 mL d’acide sulfurique.

3)- Déroulement de la réaction :

a)-  Schéma annoté :

1 réfrigérant vertical à eau

2 ballon

3 chauffe-ballon

4 sortie d’eau

5 arrivée d’eau

6 mélange réactionnel (réactifs et produits)

7 Valet

b)-  Rôle de la pierre ponce : 

-     elle permet de réguler l’ébullition et le mélange des réactifs et des produits.

c)-  Rôle du réfrigérant : il permet de condenser les vapeurs afin d’éviter les pertes.

4)- Résultats :

a)-  Schéma de l’ampoule à décanter.

 

b)-  Masse d’ester que l’on peut espérer recueillir :

-     nEmax = xmax0,200 mol  =>  mEmax = nEmax . ME

-     mEmax 0,200 x 152  =>  mEmax 30,4 g

c)-  Rendement de la réaction :  

-      

-     Perte pendant la manipulation ?

d)-  Chromatographie : 

-     l’éluant permet la migration et la séparation des différents constituants présents dans les dépôts. 

-     Il permet de séparer les constituants d’un mélange. 

-     Car tous les constituants n’ont pas la même vitesse de déplacement.

-     Le produit obtenu est pur car il y a une seule tache. 

-     Le produit obtenu est de l’essence de Wintergreen car la tache se situe au même niveau que celle d’essence de Wintergreen.