Dissert

Disponible uniquement sur Etudier
  • Pages : 10 (2351 mots )
  • Téléchargement(s) : 0
  • Publié le : 20 août 2010
Lire le document complet
Aperçu du document
A 2000 Chimie MP ÉCOLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSSÉES, ÉCOLES NATIONALES SUPÉRIEURES DE L'AÉRONAUTIQUE ET DE L'ESPACE, DE TECHNIQUES AVANCÉES, DES TÉLÉCOMMUNICATIONS, DES MINES DE PARIS, DES MINES DE SAINT-ETIENNE, DES MINES DE NANCY, DES TÉLÉCOMMUNICATIONS DE BRETAGNE ÉCOLE POLYTECHNIQUE (FILIÈRE TSI) CONCOURS D'ADMISSION 2000 CHIMIE Filière : MP (Durée de l'épreuve : 1 heure 30 minutes) Sujetmis à disposition des concours : ENSAE (Statistique), ENSTIM, INT, TPE-EIVP Les candidats sont priés de mentionner de façon apparente sur la première page de la copie : CHIMIE 2000 - Filière MP L’ usage d’ ordinateur ou de calculette est interdit. L’ énoncé de cette épreuve, particulière aux candidats de la filière MP, comporte 5 pages. • Les candidats pourront admettre tout résultat fourni dansl’ énoncé, qu’ n’ ils auraient pas établi, mais qui serait utile dans la poursuite de l’ épreuve. • Les candidats ne devront pas hésiter à formuler des commentaires succincts qui leur sembleront pertinents, même si l’ énoncé ne le demande pas explicitement, à condition qu’ s’ ils inscrivent dans le programme du concours et soient en rapport avec le problème posé. • Le barème tiendra compte de lalongueur de l’ énoncé. • Si, au cours de l’ épreuve, le candidat repère ce qui lui semble être une erreur d’ énoncé, il le signale sur sa copie et poursuit sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu’ est amené à prendre. il

DEBUT DE L’ ENONCE

L'URANIUM
L’ objet de l’ épreuve est l’ étude de quelques aspects de la chimie de l’ uranium et de ses dérivés. L’ épreuve comprendtrois parties A, B, C indépendantes. Un élément combustible nucléaire comprend deux parties : une gaine et le combustible nucléaire lui même. Le combustible est le plus souvent l’ uranium (métal ou alliage d’ uranium) ou encore le dioxyde d’ uranium UO2 , poudre brun foncé mise sous forme de comprimé. L’ uranium est un élément lourd, de numéro atomique Z = 92, appartenant au groupe des actinides dutableau des éléments. L’ actinium (Z = 89) est situé en dessous du lanthane (colonne III a). L’ uranium se présente dans l’ écorce terrestre principalement sous forme de 2 isotopes, radioactifs : 238U (99,3% ) et 235U (0,7% ).

Tournez la page S.V.P.

Chimie 2000 - Filière MP

L'uranium est extrait d’ minerai, à faible teneur, contenant l’ un uranium sous forme U3O8 . Généralement leminerai est attaqué à l’ acide sulfurique en présence d’ oxydant fort, le chlorate de potassium. Après diverses un opérations de purification, on obtient une solution aqueuse concentrée de nitrate d’ uranyle (UO22+). Puis le trioxyde d’ uranium UO3, solide orange, est préparé par précipitation du nitrate, suivie d’ une calcination. L’ élaboration de l’ uranium comprend ensuite deux phases, lapréparation du tétra fluorure UF4, suivie de la réduction en métal. Pour mieux comprendre les étapes précédentes, on se propose, après avoir examiné quelques propriétés structurales, d’ étudier les domaines de stabilité des espèces contenant de l’ uranium en solution aqueuse, de détailler et analyser les étapes de préparation du métal.

A - Cristallographie
L’ uranium possède trois variétés allotropiquesentre la température ambiante et sa température de fusion (1132°C). La phase α apparaît pour t < 668 °C. La phase β existe entre 668 °C et 775 °C. La phase γ de structure cubique centré pour 775 °C < t < 1132 °C. est A l’ aide des données ci-après on demande de préciser quelques caractéristiques structurales de la phase γ . Données (à 1% près) : Masse molaire de l’ uranium : M = 238 g mol-1 a =350 pm (soit 3,50 . 10-10 m) Nombre d’ Avogadro : N = 6,0 . 1023 1. Dessiner une maille conventionnelle du réseau cristallin associé à cette phase. Quelle est la relation qui lie le côté a de la maille usuelle et le rayon atomique R de l’ uranium ? Calculer le rayon atomique de l’ uranium dans cette structure (2 chiffres significatifs suffisent). 2. Calculer le nombre d’ atomes par maille, la...
tracking img