IE 2 - Correction

IE 2 PHYSIQUE-CHIMIE

1^ère S 2 – Durée: 1H – 6 novembre 2009 CORRECTION

~ CHIMIE ~

Exercice 1 : Oxydation du zinc par l’acide chlorhydrique 8 pts 1. Zn(s) + 2 H⁺(aq)  Zn²⁺(aq) + H2 (g).

2. Calcul de la quantité de matière de zinc On a:

mol n

M n m

10 2

. 00 , 4 2 , 65

31 ,

1  _



 Avec m= 1,31 g

M= 65,4 g.mol^-1

Calcul de la quantité de matière de proton H⁺ On a:

n=c x V= 2,00x50,0.10^-3=1,00.10^-1 mol Avec c= 2,00 mol.L^-1

V= 50,0 mL= 50,0.10^-3 L Tableau d'avancement:

Etat du

système Avancement

(en mol) Zn(s) + 2 H⁺(aq)  Zn²⁺(aq) + H2 (g)

EI 0 2,00.10^-2 1,00.10^-1 0 0

E. en cours X 2,00.10^-2-x 1,00.10^-1-2x x x

EF Xmax=2,00.10^-2 0 6,00.10^-2 2,00.10^-2 2,00.10^-2

Calcul de l'avancement maximal:

2,00.10^-2 – xmax > 0  xmax < 2,00.10^-2 mol

et et d'où xmax =2,00.10^-2 mol

1,00.10^-1 – 2xmax > 0  xmax < 5,00.10^-2 mol

On obtient, en fin de transformation chimique, 2,00.10^-2 mol d'ions zinc et de dihydrogène.

3. A la fin de la transformation, on a:

1 1

3 2 2

2

. 10 . 00 , 10 4

. 0 , 50

10 . 00 , ] 2 [

]

[ ²







 







 ^

L mol Zn

V Zn n

total

Zn Avec nZn2+= 2,00.10^-2 mol

Vtotal= 50,0 mL = 50,0.10^-3 L

et:

1 3

2

. 2 , 10 1 . 0 , 50

10 . 00 , ] 6 [

] [





 







 ^

L mol H

V H n

total H

Avec nH+= 6,00.10^-2 mol

Vtotal= 50,0 mL = 50,0.10^-3 L

4.

On a pV=nRT d'où

Pa 10 . 02 , 10 1

. 82 , 4

295 31 , 8 10 . 00 , p 2

V p nRT

5 4

2

 

 







avec n=2,00.10^-2 mol R= 8,31 uSI T=22°C=295 K

V= 482 mL= 4,82.^-1 L = 4.82.10^-4 m³

Exercice 2 : Dissolution du chlorure de cuivre(II) 6 pts

Le chlorure de cuivre (II) est un composé ionique constitué d'ions chlorure Cl^- et d'ions cuivre (II) Cu²⁺.

1. La formule statistique est CuCl2. 2. CuCl2(s)  ^eau Cu²⁺(aq) + 2 Cl^-(aq) .

3. On prépare une solution de chlorure de cuivre (II) en dissolvant 26,9g (notée mCuCl2) de ce composé dans VT=250mL d'eau sans variation de volume.

a. On a

T CuCl

CuCl T

CuCl CuCl

T CuCl

CuCl M V

m V

M m V

C n

 





2 2 2

2

2

2 .

avec mCuCl2=26,9 g ; MCuCl2+=63,5+2x35,5=134,5 g.mol^-1 et VT=250 mL=0,250 L

D’où 8,00.10 ¹ . ¹

250 , 0 5 , 134

9 , 26

2



 

  molL

C_CuCl

b. D’après l’équation de dissolution, on a [Cu²⁺]=CCuCl2=8,00.10^-1 mol.L^-1 et [Cl^-]=2xCCuCl2=1,60 mol.L^-1

~ PHYSIQUE~

Exercice 3 : L’atome d’hydrogène 6 pts

L'atome d’hydrogène possède un électron qui tourne autour du proton. La trajectoire est considérée ici comme circulaire et de rayon 53 pm.

1- Force d'interaction électrique exercée par le proton sur l’électron.

N 10 . 2 , )² 8

10 . 53 (

) 10 . 6 , 1 ( 10 . 6 , 10 1 .

² 9

. ₈

12 19 19

9 







 



 x

d q k q F_e ^{e p}

2- Force d'interaction gravitationnelle exercée par le proton sur l’électron.

N 10 . 6 , )² 3

10 . 53 (

10 . 1 , 9 10 . 67 , 10 1 . 67 ,

² 6

47 12

31

11 27 





  



 x

d xm Gm

F_g ^{n p}

3- Force responsable de la cohésion de l'atome ?

on remarque Fe> Fg donc c’est la force électrique qui est responsable de la cohésion de l'atome.