Le 15/11/2018 Devoir n°1B Spécialité (2h) – Corrigé Page : 1 / 3

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I. Protection du fer par étamage

1) Le sens conventionnel I du courant électrique sort de la borne positive du générateur, Le courant I rentre par la borne A de l’ampèremètre

Le sens des électrons dans le circuit est contraire au sens conventionnel I du courant électrique.

2) La cathode est la boite de fer car les électrons arrivent sur cette électrode et vont réagir avec les ions Sn²⁺ pour former de l’étain métallique

L’anode est l’étain pur qui va donner des électrons au circuit électrique.

3) La demi-équation ayant lieu à la cathode est une réduction soit : Sn²⁺ + 2

e

^-= Sn 4) Volume d’étain V(Sn) = S  e soit une masse d’étain : m(Sn) =   V =   S  e

m(Sn) = 7,30 g/cm³  414 cm²  (2,00  10^-4 cm) = 0,604 g

Remarque : Si  est g.cm^-3 S en cm² et e en cm alors la masse est en g, unité pratique en chimie.

5) Quantité d’étain n(Sn) = = = 5,09  10^-3 mol

6) Quantité d’électrons : à partir de la demi équation, pour 2 moles d’électrons transférés, on obtient 1 mole d’étain.

La quantité de moles d’électrons transférés est le double de la quantité de moles d’étain.

Donc n(

e

^-

) = 2 

n(Sn) = 2  5,09  10^-3 = 1,01  10^-3 mol

7) La quantité d’électricité s’exprime par les relations Q = I  t = n(

e

^-

)  F

Soit t =

;

t = 393 s = 6 min 33 s

8) La durée nécessaire au dépôt voulu est plus importante car la réaction n’est pas obligatoirement rapide. Il est fort possible que l’intensité ne soit pas constante lors de l’électrolyse. ….

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e

^-

I

e

^-

COM

A

II. Surveillance de la qualité d’une eau : titrage d’un pesticide, l’acifluorfen (10 points) 1. Questions préliminaires

1.1. Domaines du visible, des UV et des IR sur un axe gradué en longueur d’onde :

1.2. Etude de l’influence de la nature du solvant sur l’absorbance d’un soluté donné : D’après les courbes, on voit que :

 La nature du solvant influe sur la longueur d’onde maximale d’absorption du soluté (max dans l’eau =310 nm alors que max dans le méthanol = 280 nm par exemple)

 La nature du solvant influe sur l’absorbance du soluté car on voit qu’à même concentration et pour une même longueur d’onde (de 280 nm par exemple), l’acifluorfen absorbe beaucoup moins dans l’hexane que dans le méthanol ou l’acétonitrile par exemple.

1.3. Le choix de la longueur d’onde max =310 nm car l’absorbance du soluté est maximale dans ce solvant et correspond au maximum de la courbe A =f(). Sur la courbe 40 mm correspond à 100 nm ; pour 32 mm le maximum est à nm de l’origine 230 nm. Soit max = 230 + 80 nm » 310 nm.

2. Problème : L’eau est-elle potable ?

 Il faut tracer d’abord la courbe d’étalonnage A = f(CA).

On observe que le point de coordonnées (16,5 ; 0,15) est un point aberrant. Il est loin de vérifier la loi de Beer- Lambert (proportionnalité entre A et CA).

 Pour une absorbance A = 0,650, la valeur de la concentration molaire en acifluorfen est C’A = 16,4 µmol/L.

 On a concentré 5000 fois l’eau de départ donc la concentration molaire en acifluorfen dans l’eau est : CE = = 3,28  10^-3 µmol/L

 Le titre massique en acifluorfen de cette eau est Cm = CE  M = 3,28  10^-3  361,57 = 1,19 µg/L Cette valeur est largement supérieure à la limite autorisée de 0,100 µg/L

Cette eau n’est pas potable.

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I

1

sens de I et des électrons ; bornes de A

1 2 3 4

/40

2

cathode et anode

1 2 3 4 5 6

3

demi-équation

1 2

4

volume d’étain ; masse d’étain

1 2 3 4 5 6

CS-U-CV

5

quantité d’étain

1 2 3 4

CS-U-CV

6

quantité d’électrons

1 2 3 4 5 6

^CS-U-CV

7

durée

1 2 3 4

CS-U-CV

8

durée plus longue ?

1 2

rédaction ; regard critique

1 2 3 4 5 6

Total : ………./40

NOTE exercice I (Total/2) : ………/10

CS Erreur de chiffres significatifs U Erreur ou oubli d’unité CV Erreur de conversion

II 1.1

UV, visible, IR 1 : grandeur sur l’axe 1 : ordre respecté 1 : unité

1 : valeurs 400 et 800 nm

1 2 3 4

/20 1.2 Influence du solvant

2 :

influence sur la longueur d’onde maximale d’absorption 2 : influence sur l’absorbance du soluté

1 2 3 4 1.3

Choix de la longueur d’onde

1 : maximum du spectre d’absorption

1 : calcul de 

max

à partir du spectre d’absorption

1 2

2.1

Tracé de A=f(C) 1 : point aberrant

1 : abscisses et ordonnées correctes 1 : unité sur les axes

1 : droite tracée avec une règle

1 2 3 4

U

Détermination de C

E

1 : tracé graphique pour A = 0,650

1

CS-U-CV

Calcul titre massique

1 : expression du titre massique 1 : unité de la concentration massique

1 2

CS-U-CV

Conclusion

L’eau n’est pas potable 1

Rédaction, regard critique

1 : phrase bien construite, écriture lisible

1 : Compréhension du problème 1 2

NOTE exercice I (Total/2) : ………/10 NOTE DEVOIR : ………/20

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