Centre organisateur de la zone sud-ouest (Aquitaine Session 2014 Languedoc-Roussillon et Midi-Pyrénées) : Université Montpellier 1

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Centre organisateur de la zone sud-ouest (Aquitaine Session 2014 Languedoc-Roussillon et Midi-Pyrénées) : Université Montpellier 1

CONCOURS EXTERNE D’ACCES AU CORPS DES TECHNICIENS DE RECHERCHE ET DE FORMATION

DU MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE, DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE

B.A.P. B

Emploi-type : technicien en sciences physiques et en chimie

Epreuve écrite d’admissibilité

Durée : 3 heures Coefficient : 3

Le sujet comporte 24 pages et 24 questions.

Veuillez vérifier en début d’épreuve s’il est complet et signaler toute anomalie.

Toutes les réponses aux 24 questions doivent être portées directement sur le sujet.

Vous répondrez aux questions en respectant les emplacements réservés à cet effet et en soignant la présentation.

Le barème figure en regard de chaque question.

Aucun document n’est autorisé à l’exception d’une calculatrice non programmable (pas de téléphone portable, pas de baladeur audio).

Tout signe permettant l’identification du candidat rendra invalide la copie.

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CONCOURS Externe d’accès au corps des TECHNICIENS de recherche et de formation du Ministère de l’éducation nationale, de l’enseignement supérieur et de la recherche en Bap B

Emploi type : technicien en sciences physiques et en chimie - Session 2014 –

Nom : --- Nom de Jeune Fille : --- Prénom : --- Né(e) le: ----

 --- CONCOURS Externe d’accès au corps des TECHNICIENS de recherche et de formation du

Ministère de l’éducation nationale, de l’enseignement supérieur et de la recherche en Bap B Emploi type : technicien en sciences physiques et en chimie

- Session 2014 –

1) (1,5 points) Compléter le tableau suivant concernant les atomes :

Nom Symbole

Platine

Rb

Arsenic

Rn

Strontium

Zr

2) (1,5 points) Compléter le tableau suivant concernant les ions :

Nom Symbole

SO42-

Ion Chrome (III)

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CONCOURS Externe d’accès au corps des TECHNICIENS de recherche et de formation du Ministère de l’éducation nationale, de l’enseignement supérieur et de la recherche en Bap B

Emploi type : technicien en sciences physiques et en chimie - Session 2014 –

Nom : --- Nom de Jeune Fille : --- Prénom : --- Né(e) le: ----

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Ministère de l’éducation nationale, de l’enseignement supérieur et de la recherche en Bap B Emploi type : technicien en sciences physiques et en chimie

- Session 2014 –

Page 4 sur 24 Co ²⁺

Ion Nitrate

HCO3-

Ion Perchlorate

3) (1 point) Compléter le tableau suivant concernant les composés ioniques :

Nom Formule chimique brute

Permanganate de rubidium

CrPO4

Nitrite de cobalt (II)

PbCrO4

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NE RIEN ECRIRE DANS LA PARTIE BARRÉE

4) (2 points) L’acide fumarique et l’acide maléique sont respectivement les isomères E et Z de l’acide but-2-ène dioïque.

a) Donner la formule brute de l’acide but-2-ène dioïque.

b) Donner la représentation de Cram des deux isomères et les identifier.

5) (2 points) Un ester a pour formule brute C3H6O2. Donner les différentes formules semi- développées possibles, et nommer ces esters.

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6) (7 points) On prépare une solution aqueuse de chlorure d’ammonium [NH4+

+ Cl^-] de concentration c = 0,010 mol . L^-1, de pH = 5,6. Le volume de la solution est V = 0,10 L.

a) Calculer la concentration en ions oxonium.

b) NH4+

est un acide. Quelle est sa base conjuguée?

c) Ecrire l’équation rendant compte de l’action de NH4+sur l’eau. On nomme (1) cette équation.

d) Calculer le taux d’avancement final τ de la réaction (1). On pourra dresser un tableau d’avancement.

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e) Calculer la constante d’équilibre de la réaction (1).

7) (4 points) Voici le spectre du proton simplifié de la 4-hydroxy-4-méthyl pentan-2-one.

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a) Donner la formule semi-développée de la molécule étudiée.

b) Identifier en les entourant sur la formule, les protons équivalents.

c) Sur le spectre RMN, à quoi sert le produit présentant un pic à 0 ppm? Quel produit utilise-t-on le plus souvent?

d) A l’aide de la courbe d’intégration, attribuer à chaque groupe de protons le pic correspondant.

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8) (8 points) On considère la pile électrochimique : Ni / Ni²⁺// Ag⁺ / Ag où l’électrode d’argent constitue le pôle positif. Le volume de chaque demi-pile est V = 1 000 cm³. Les concentrations initiales en ions métalliques sont :

c (Ni²⁺) = 0,30 mol.L^-1et c (Ag⁺) = 0,50 mol.L^-1.

L’électrode de nickel est plongée dans la solution de Ni²⁺et a un volume de 1,0 cm³. La pile débite un courant d’intensité I = 50 mA dans une résistance R.

Données :

-Masses molaires : MAg = 107,9 g.mol^-1 ; MNi = 58,7 g.mol^-1 . -La densité de l’argent est 10,5 et celle du nickel 8,9.

-La masse volumique de l’eau est ρ = 1 000 kg. m^-3.

-On note 1 faraday (1 F) la quantité d’électricité d’une mole d’électrons : 1 F ≈ 96 500 C. mol^-1.

a) Ecrire l’équation de la réaction qui a lieu lorsque la pile débite.

b) L’une des deux électrodes diminue de volume. Laquelle? Justifier.

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c) Combien de temps faut-il pour que cette électrode disparaisse complètement?

d) Calculer alors les concentrations finales des espèces en solution.

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e) Calculer le quotient de réaction final Q r,f.

f) La constante d’équilibre est K = 7,3 10³⁴. L’équilibre est-il atteint lorsque la pile cesse de fonctionner? Justifier.

9) (4 points)

Données : Bandes d’absorption IR des principales liaisons…

-O-H -N-H =Ctri-H -Ctét-H -C=O -C=C- -Ctét-H -C-C- -C-O- 3200 à

3400 (FL)

3100 à 3500 (M)

3000 à 3100 (M)

2800 à 3100 (F)

1650 à 1750 (F)

1525 à 1685 (M)

1415 à 1470 (F)

1000 à 1250 (F)

1050 à 1450 (M) (F) forte et fine, (M) moyenne et fine, (FL) forte et large.

C_tri : carbone trigonal (avec double liaison).

C_tét : carbone tétraédrique (4 liaisons simples).

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Voici les spectres IR de l’éther diéthylique et de l’éthanol :

a) Quelle donnée est représentée en ordonnée?

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b) Quelle donnée est représentée en abscisse? Donner son unité.

c) Attribuer à chacun des deux composés son spectre IR en justifiant une seule bande caractéristique.

10) (1,5 points) Dans 25,0 grammes de méthane, combien y a-t-il de molécules de méthane?

Combien y a-t-il d’atomes de carbone et d’hydrogène?

Nombre d’Avogrado : 6,022 x 10²³ mol ^-1.

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11) (1 point) Des expériences ont permis de déterminer la structure de cristaux d’iodure de césium sous une pression de 302 gigapascals (GPa).

Exprimer cette pression en atmosphères et en millibars.

1 atmosphère standard = 1,013 x 10⁵Pa 1 bar = 10⁵Pa

12) (1 point) Un laser au CO2 produit un faisceau intense d’une radiation dont la longueur d’onde est égale à 10,6 μm (micromètres). Calculer la fréquence de cette radiation.

Célérité de la lumière dans le vide c = 3,00 x 10⁸m.s^-1

13) (2 points) La fonction y(x) = A sin (2π x / λ) décrit le profil d’une onde harmonique figée à l’instant t = 0.

L’argument (2π x / λ) de la fonction sinus est la phase qui est un nombre pur (sans unités).

Considérons le profil d’une onde sinusoïdale, qui se propage à la vitesse 1,2 m/s sur une corde selon la fonction donnée par : y(x) = 0,02 sin (157x) où l’amplitude et x s’expriment en mètre.

Déterminer l’amplitude, la longueur d’onde, la fréquence et la période de cette onde.

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14) (1,5 points) Déterminez en développant le calcul, le volume qu’occupe 1,00 mole de tout gaz dans les conditions normales de température et de pression (CNTP).

Constante des gaz parfaits = 8,314 J.mol^-1.K^-1

15) (0,5 point) Entourer la bonne réponse. Un détendeur à gaz fixé sur une bouteille d’azote peut aussi être utilisé pour une bouteille d’ :

oxygène acétylène argon hydrogène

16) (0,5 point) Entourer la bonne réponse. Le dihydrogène est : toxique inflammable corrosif

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Risques associés Mesures de prévention

18) (1,5 points) Vous réceptionnez une bonbonne de 50 litres d’azote liquide au rez-de- chaussée de votre bâtiment de recherche. Que faites vous pour la transporter jusqu’à votre laboratoire situé au quatrième étage?

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19) (3 points) Voici numérotés de 1 à 9 les nouveaux pictogrammes de danger :

a) Donner la signification des numéros pairs.

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b) Vous devez manipuler de l’acide chlorydrique à 32%.

Donner les numéros des deux pictogrammes figurant sur la bouteille.

Quelles précautions devez-vous prendre lors de la manipulation?

20) (2 points) Donner la signification des acronymes suivants :

CHSCT

INRS

AP

DATI

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SST

PCR

EPI

DAE

21) (3 points) On branche une résistance R aux bornes d’une pile de f.é.m. E et de résistance interne r.

Ecrire une expression générale de l’intensité du courant débité.

Calculer sa valeur numérique. Quelle est alors la tension entre les bornes de la pile?

Faire un schéma du circuit avec un ampèremètre pour mesurer l’intensité du courant et un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes de la pile.

Données : R = 5,9 Ω; r = 100 mΩ ; E = 12 V

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22) (2 points) Calculer la fraction de volume immergé d’un iceberg en supposant qu’il ne renferme pas d’air.

→ → → →

On appliquera la première loi de Newton : P + П = 0 où П représente la poussée d’Archimède.

Données : Masse volumique de l’eau de mer : ρe = 1,03 . 10³ kg.m^-3 ; masse volumique de la glace : ρg = 0,91 . 10³ kg.m^-3.

23) (2 points) En écrivant sa formule de Lewis prédire la configuration d’une molécule de méthanal.

Quel est l’état d’hybridation de l’atome de carbone?

Sous quel nom plus courant la molécule de méthanal est-elle connue?

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24) (6 points)

Extrait du livre « Comprehensive Practical Organic Chemistry: Preparations And Quantitative Analysis », V.K. Ahluwalia,R. Aggarwal,Universities Press.

A partir du mode opératoire ci-dessus indiquez :

a) La verrerie nécessaire pour la réalisation de cette réaction.

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b) Le schéma du premier montage.

c) Comment est chauffé le mélange réactionnel?

d) Comment constate-t-on la consommation complète de l’iode?

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e) Quelle phase est récupérée à la fin de la réaction?

f) Comment est éliminé le solide jaune?

g) Quel est le rendement attendu de la réaction?

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h) Comment calcule-t-on le rendement pour cette réaction?

i) Quelle(s) technique(s) utiliseriez-vous pour vérifier la pureté du produit formé?