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BACCALAURÉAT GÉNÉRAL

SESSION 2009

PHYSIQUE ~ CHIMIE
Série S

Durée de l'épreuve: 3 h 30 - Coefficient: 8

L'usage de la calculatrice électronique est autorisé

Ce sujet comporte un exercice de CHIMIE et deux exercices de PHYSIQUE présentés sur 8 pages numérotées de 1 à 8, Y compris celle-ci.

Le candidat doit traiter les trois exercices qui sont indépendants les uns desautres:

1- Préparation d'une phéromone

Il - L'énergie du futur
111- Microscope

Les feuilles 7 sur 8 et 8 sur 8 sont à rendre avec la copie.

9PHYCSIN1

Page 1 sur 8

Exercice 1

Préparation d'une phéromone

(6,5 points)

Les phéromones sont des espèces chimiques servant à la communication au sein d'espèces
vivantes.
" existe des phéromones de rassemblement, depistage, d'attraction sexuelle, d'alarme, de
défense, ... De nombreuses phéromones d'insectes sont des molécules relativement simples.

lors d'une séance de travaux pratiques, on étudie la synthèse d'une phéromone P, phéromone d'alarme chez les abeilles. la formule semi-développée de la molécule Pest

o
Il

CH 3 -C-O-CH 2 -CH 2

CH-CH 3
1

CH 3
Données: TABLEAU 1
Masse molairemoléculaire (g.mol '1) A: CH 3 COOH Alcool B Eau Phéromone P
60,0 88,0 18,0 130

Masse volumique (g.mL'1)
1,05 8,10.10'1 1,00 8,70.10'1
1

Température d'ébullition (oC)
118 128 100 143

Solubilité dans l'eau
Soluble Très peu soluble

Très peu soluble

Verrerie disponible: - béchers : 10 ml; 25 ml; 100 ml - éprouvettes graduées: 10 ml ; 25 ml ; 100 ml - pipettes graduées: 1 ml; 2 ml ; 5 ml ;10 ml - burette graduée au 1/10 ème de mL: 25 ml - pipettes jaugées: 1,0 ml ; 5,0 ml ; 10,0 ml ; 20,0 mL.

la molécule P peut être préparée à partir de l'acide éthanoïque A et d'un alcool B. Au laboratoire, dans un ballon de 100 ml, le préparateur introduit un volume VA = 14,3 ml d'acide éthanoïque et une masse mB = 22,0 g d'alcoo! B. Il ajoute avec précautions 1 ml d'acide sulfurique concentréet quelques grains de pierre ponce. Il adapte un réfrigérant à boules sur le ballon et chauffe à reflux pendant 4 heures. Après extraction, il obtient une masse mp = 21 ,7 g de phéromone P.
Les parties 1.1, 1.2, 1.3 et 1.4 sont indépendantes. 1.1 Réaction de synthèse. 1.1.1 Sur la formule semi-développée de la molécule P, entourer le groupement fonctionnel présent et donner le nom de cegroupement.

9PHYCSIN1

Page 2 sur 8

1.1.2 Donner la formule semi-développée et le nom de l'alcool B. 1.1.3 Ecrire l'équation de la réaction de synthèse permettant d'obtenir la molécule
de la phéromone P.

1.1.4 Préciser les deux caractéristiques principales de cette transformation. ­ 1.2 Préparation de la phéromone P. 1.2.1 Pourquoi chauffe-t-on le mélange acide A alcool B ?
Quelest l'intérêt d'un dispositif à reflux?
1.2.2 Quel matériel choisi dans la verrerie disponible utiliseriez-vous pou r
mesurer le volume VA d'acide éthanoïque ?

1.3 Etude quantitative de la réaction.
1.3.1 Calculer les quantités de matière initiales, nA(O) et nB(o) de chacun des réactifs. On utilisera pour cela les données du TABLEAU 1

1.3.2 Compléter le tableau d'avancement(TABLEAU 2: lignes 3, 4 et 5 de l'annexe à rendre avec la copie). 1.3.3 Calculer l'avancement maximal XM.
1.3.4.a Donner la relation liant la quantité np de phéromone formée dans l'état final et l'avancement final Xf. En déduire la valeur de Xf et compléter le tableau d'avancement, ligne 5, en donnant les valeurs numériques. 1.3.4.b Exprimer et calculer le taux d'avancement 't (ou rendement) decette réaction. 1.3.5.a Définir la constante d'équilibre K associée à cette réaction de synthèse. 1.3.5.b L'exprimer en fonction de Xf, nA(o) et nB(o). 1.3.5.c Montrer que K = 4,0. 1.3.6.a Dans les mêmes conditions, on mélange n'A(O) = 2,5.10 -1 mol du même acide éthanoïque A et n'BIO) = 5,0.10 -1 mol d'alcool B puis on chauffe à reflux. Que pouvez-vous dire du quotient de réaction Qrf dans...
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