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Pages: 7 (1618 mots) Publié le: 5 janvier 2014
Physique – Chimie DS n°4 Date : ........................
Nom et prénom : ................................................................ Classe : 1S....
Note :


20
Observations :



la
Connaître :  ……./ 6,5
Appliquer : ……/ 5,25
Raisonner : …… / 5,75
Communiquer : ...../ 2,5
% de réussite %
%
%
%
Les réponses doivent être justifiées et lescalculs détaillés. Donner les résultats avec un nombre de chiffres significatifs correct.

C
A
R
Co
Exercice 1 : Dosage de la caféine d'après baccalauréat, Nouvelle Calédonie, 2003 (4,5 points)
Afin de déterminer la concentration en caféine dans deux tasses de café de provenances différentes, notées boisson 1 et boisson 2, on prépare des solutions de caféine de différentesconcentrations massiques t : 4 mg.L-1, 8 mg.L-1, 12 mg.L-1, 16 mg.L-1 et 32 mg.L-1.
On a tracé ci-contre le spectre d'absorption de la caféine entre 210 nm et 320 nm pour une des solutions de caféine.
1. À quel domaine de radiations appartiennent ces longueurs d'onde ?
¼


¼
On trace la courbe d'étalonnage A = f (t) de la caféine à l'aide des différentes solutions précédemment préparées. Onobtient la courbe ci-contre.
2. À quelle longueur d'onde λ faut-il se placer pour réaliser les mesures d'absorbance les plus précises ?
3. Sans changer les réglages du spectrophotomètre, on mesure les absorbances des boissons 1 et 2. On trouve A1 = 0,17 pour la boisson 1 et A2 = 0,53 pour la boisson 2.
a) Quel est le café le « plus excitant » pour le consommateur ?




¼¼



¼






¼
b) Quelle est sa concentration massique en caféine ?


½

c) Quelle est sa concentration molaire en caféine (formule brute est C8H10N4O2) ?
½

½

4. Énoncer la loi de Beer-Lambert en précisant la signification et l'unité de chacune des grandeurs.
1



5. Calculer le coefficient d'absorption molaire de la caféine pour la longueur d'onde utiliséepour effectuer les mesures d'absorbance et pour une cuve de largeur 1,0 cm.

½


Exercice 2 : Analyse de graphes (3 points)
L'hydroxyde d'aluminium Aℓ(OH)3 est un solide blanc qui peut être obtenu par la réaction entre les ions aluminium Aℓ3+ et et les ions hydroxyde HO-.
1. Compléter l'équation de réaction :….. Aℓ3+(aq) + ….. HO- (aq) → ….. Aℓ(OH)3 (s)


½

Le graphe ci-contre montre l'évolution des quantités de matière de ces ions en fonction de l'avancement x.
2. Rappeler la définition de l'avancement.
3. Déduire de ce graphe :
a) les quantités de matière de réactifs à l'état initial ;
b) l'avancement maximal ;
c) le(s) réactif(s) limitant(s) ;
d) les quantités de matière deréactifs restant à l'état final.
4. Tracer la droite correspondant à l'évolution de la quantité de matière de Aℓ(OH)3 en fonction de l'avancement.


½




½
¼
¼
½

½


C
A
R
Co
Exercice 3 : Étude d'une transformation chimique (5,5 points)
En plongeant un œuf 24 heures dans du vinaigre (solution aqueuse d'acide éthanoïque :CH3COOH(aq)), la coquille, constituée essentiellement de calcaire (CaCO3(s)) est complètement dissoute et des bulles de gaz (dioxyde de carbone : CO2(g)) se forment à la surface de la coquille. Nous allons étudier cette transformation chimique que l'on peut modéliser par l'équation suivante : CaCO3(s) + 2 CH3COOH(aq) → CO2(g) + Ca2+(aq) + 2 CH3COO-(aq) + H2O(ℓ)
Reproduisons cette expérience au laboratoire enplongeant 1,4 g de carbonate de calcium (constituant principal de la craie) dans 20 mL d'acide éthanoïque de concentration 1,0 mol.L-1.
1. Calculer les quantités de matières de chaque réactif à l'état initial.
1
1



2. Déterminer le réactif limitant et l'avancement maximal.


1

3. Compléter le tableau d'évolution ci-dessous (sans faire les calculs de quantités de matière à...
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