EXERCICE N°1:
L’acide méthanoïque HCOOH est un acide faible ayant un pKa1=3,8, l’ammoniac NH3 est une base faible ayant un pKb2=4,8.
1- a- Ecrire la relation entre pKa et pKb d’un même couple acide base.
b- Donner la formule de l’acide conjugué de la base NH3 ainsi que la valeur de son pKa2.
c- En justifiant, comparer la force de ces deux acides.
2- On fait réagir l’acide méthanoïque avec l’ammoniac.
a- Ecrire l’équation de cette réaction et déduire l’expression de sa constante d’équilibre K.
b- Exprimer K en fonction de pKa1 et pKa2 puis la calculer.
EXERCICE N°2:
1. On donne suivant la représentation conventionnelle des couples acide- base, les couples mis en jeu au cours d’une réaction R1: C1 : NH+4/ NH3 ; C2 : HNO2/ NO2-
a- Ecrire l’équation bilan de la réaction R1 qui se produit entre NH4+, la forme acide du couple C1 et la forme basique du couple C2.
b- Ecrire l’équation de la réaction de la forme acide du couple C1 avec l’eau. En déduire l’expression de la constante Ka1 du couple C1.
c- Donner l’expression de la constante d’acidité Ka2 du couple C2.
d- Exprimer la constante d’équilibre K de la réaction R1 en fonction de pKa1 et pKa2. 2. La constante d’équilibre K de la réaction R1 est égale à 1,27 .10-6.
a- Déterminer la valeur de pKa2, sachant que pKa1=9,2.
b- Comparer les forces des formes basiques des couples C1 et C2. Exercice n° : 3
Le circuit électrique de la figure-1 comporte en série : - un résistor ( R ) de résistance R=170.
une bobine (B) d'inductance L et de résistance propre r . -un condensateur (C) de capacité C = 2,5F . Un générateur (G) impose aux bornes D et M de l'ensemble {(R) , (B) , (C)} une tension alternative sinusoïdale u(t) = Umsin( 2Nt) de fréquence N réglable et de valeur efficace U constante . Un voltmètre (V) branché aux bornes D et N de l'ensemble {(B) , (C)}
mesure la valeur de la tension efficace UDN
1- A l’aide d’un oscillographe bicourbe à deux entrées Y1 et Y2 on veut visualiser la tension u(t) sur la voie Y2 et uR(t) sur la voie Y1. Faire les connexions nécessaires sur la figure 1.
2- Etablir l’équation différentielle régissant les variations de l’intensité i(t) du courant.
3- On règle la fréquence de l’oscilloscope à la valeur N1 et sur l’écran de l’oscilloscope, on observe les oscillogrammes 1 et 2 de la figure 2.
Balayage horizontal : 0,2ms.div-1 et sensibilité verticale : 5 V.div-1. a- Montrer que l’oscillogramme 2 correspond à u(t).
b- Quel est l’oscillogramme qui nous permet de poursuivre les variations de i(t). Justifier la réponse.
c- Calculer l’amplitude Im de l’intensité i(t). Déduire la valeur de l’impédance Z.
d- Calculer le déphasage = ( u - i ). Déduire le caractère inductif, capacitif ou résistif du circuit.
4- a- Faire la construction de Fresnel dans ce cas. On prendra comme échelle 2 V --1 cm.
b-Déduire les valeurs de L et r.
5- a- Pour une fréquence N quelconque, exprimer la puissance moyenne P absorbée par l’oscillateur électrique en fonction de : Um, R, r, L, C, et N.
a- P peut prendre une valeur maximale P 2 pour une fréquence N2. Montrer que N2 =160 Hz.
b- Exprimer P 2 en fonction de R, r et Um puis calculer sa valeur.
6- La fréquence est toujours égale àN2.
a- Ecrire l’expression de l’intensité du courant i(t).
b- Quelle est la valeur de la tension indiquée par le voltmètre V dans ces conditions.
c- Y’a-t-il surtension ? Justifier.
EXERCICE 4 :
Au cours d’une séance de travaux pratiques, on dispose du matériel suivant :
Un oscilloscope bicourbe. Un générateur à basse fréquence (G) pouvant délivrer une tension sinusoïdale : Un condensateur de capacité C : Un résistor de résistance R = 260 : Une bobine (B) d’inductance L et de résistance propre r :
Un ampèremètre. Des fils de connexion.
1°/ Schématiser un circuit électrique et placer convenablement la bobine (B), le condensateur et le résistor, et effectuer les connexions avec l’oscilloscope afin : - d’obtenir un circuit série alimenté par le générateur à basse fréquence (G).
- de voir simultanément sur l’écran de l’oscilloscope la tension u(t) à l’entrée (X) et la tension uC(t) à l’entée (Y) .
2°/ Pour une valeur N1 de la fréquence du G.B.F. : - l’ampèremètre indique 39,6.10-3 A. - on obtient l’oscillogramme représenté sur la figre-1- .
Les sensibilités utilisées sont : Sensibilité horizontale : 2 ms/div.
Sensibilités verticales : 5 V/div. pour la voie (X). 2 V/div. pour la voie (Y).
a) À quelle tension correspond chacunedes courbes (1) et (2) de la figure-1- ? Justifier votre réponse.
b) Montrer que le circuit est le siège de résonance d’intensité. c) Déterminer C, L et r.
