isomeres liants doublets

Pages: 12 (2682 mots) Publié le: 29 mai 2015
Première S

Devoir commun
Mai 2013

PHYSIQUE-CHIMIE
M. GOLESTIN
M. TARGY
M. LABBÉ

Durée de l'épreuve : 3 h
L’usage de la calculatrice est autorisé
Document autorisé : la classification périodique des éléments
(à rendre à la fin de l’épreuve)
Ce sujet comporte 12 pages numérotées

Chaque partie est évaluée sur 10 points. Les différentes parties sont
indépendantes et peuvent être abordées dansl’ordre souhaité, mais
chacune doit être traitée. Les réponses aux questions doivent être
rédigées.

Données
Constantes
Constante

Valeur

Constante de Planck

h=6,62606957×10−34 J⋅s

Constante de gravitation universelle

G=6,674×10−11 N⋅m 2⋅kg−2

Vitesse de la lumière dans le vide

c=2,997 924 58 m⋅s−1

Charge élémentaire

e=1,602×10−19 C

Constante électrique

k=8,988×10 9 N⋅m 2⋅C−2

Tableau 1 :Constantes utilisées en Physique et Chimie.
Unités
Grandeur

Unité

Symbole

Masse

Unité de masse atomique
unifiée

u

Énergie

Électron-volt

Définition
−27

1 u=1,660×10

eV

kg

1 eV=1,602×10−19 J

Tableau 2 : Unités utilisées en physique nucléaire et atomique.
Formules
Loi ou formule

Expression, les valeurs numériques étant en
unités S.I.

Loi de Coulomb entre une charge q1 et
une charge q2situées à la distance d
l’une de l’autre

q ⋅q
F=k⋅ 1 2 2
d

(1)

Force de gravitation universelle entre
un objet de masse m1 et un objet de
masse m2 situés à la distance d l’un
de l’autre

m ⋅m
F=G⋅ 1 2 2
d

(2)

Énergie d’un photon

c
E=h⋅ν=h⋅
λ

(3)

λ max ×T =2,90⋅10−3

(4)

Loi du déplacement de Wien

Tableau 3 : Lois ou formules utilisables dans ce devoir.
1ère S – Devoir commun 2013 – Épreuvede Physique-Chimie

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Partie A : L’eau, un solvant bien particulier !
A.1 - Qu’est-ce que l’eau ?
A.1.1) Rappeler la structure électronique des atomes H et O.
A.1.2) En déduire le nombre de doublets liants et non liants de chaque atome.
A.1.3) Prévoir la structure et la géométrie de la molécule d’eau.
A.1.4) Les liaisons O – H sont-elles polarisées ? Si oui, tracer le moment dipolaire dechaque liaison puis le moment dipolaire résultant.
Conclure quant à la polarité de la molécule d’eau.
Aide : on donne les valeurs d’électronégativité suivantes, (H) = 2,2 ; (O) = 3,5.

A.2 - Première expérience avec le sel de cuisine
Document A.1 : Structure du cristal de chlorure de sodium

La distance entre un ion chlorure et un ion sodium dans le cristal NaCl est : d = 282 pm.
On dissout un peude chlorure de sodium (sel de cuisine) dans l’eau.
A.2.1) Calculer la force d’interaction électrique entre un ion Na + et un ion Cl- dans le
cristal NaCl.
A.2.2) Calculer la force d’interaction gravitationnelle entre un ion Na + et un ion Cl-.
On donne les masse atomiques suivantes : m(Na) = 22,9 u et m(Cl) = 35,4 u.
A.2.3) Comment expliquer la cohésion du cristal ?
On observe que, dès que lescristaux de chlorure de sodium sont introduits dans l’eau, les
ions Na+ et Cl- se retrouvent hydratés.
A.2.4) Expliquer en quelques phrases et avec des schémas ce qui s’est produit.

A.3 - Deuxième expérience avec les alcools
On étudie maintenant la solubilité de deux alcools dans l’eau.
A.3.1) Rappeler ce qu’est un alcool.
A.3.2) Les alcools utilisés pour l’expérience sont le propan-2-ol et leheptan-1-ol. Écrire
les formules semi-développée et topologique de ces deux molécules.

1ère S – Devoir commun 2013 – Épreuve de Physique-Chimie

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On constate expérimentalement que l'heptan-1-ol n’est pas miscible dans l’eau tandis que
le propan-2-ol l’est.
A.3.3) Rappeler, en s’aidant de schémas, la nature des interactions entre les molécules
d’eau et une molécule d’alcool puis interpréter cesrésultats.

A.4 - Troisième expérience avec les alginates
A.4.1) Quel type d’interaction existe-t-il entre les ions sodium et les groupes
carboxylates ?
A.4.2) Justifier la grande solubilité dans l’eau de l’alginate de sodium.
A.4.3) Pourquoi l’ion calcium permet-il la formation de ponts entre deux chaînes, ce que
ne permet pas l’ion sodium ?
A.4.4) Pourquoi les alginates de calcium sont-ils...
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