Spé Physique 1ere JMPODVIN
Barrette 3 16 octobre 2019
DS N°1 de Physique –Chimie (2H)
Calculatrice autorisée – Sans documents (le sujet comporte 3 pages)
Exercice 1 :Un bain pour les poissons
Pour lutter contre les mycoses qui lèsent la peau des poissons, les aquariophiles préconisent de leur donner un bain pendant 30 minutes dans une solution préparée par dissolution de 1,00 g de permanganate de potassium dans 100 L d’eau.
On se propose de vérifier la qualité d’un de ces bains par une méthode
spectrophotomètrique. On établit le spectre d’absorption du permanganate de potassium
On mesure ensuite l’absorbance de différentes solutions de permanganate de potassium
c (en 10-5 mol/L)
2,0 4,0 6,0 8,0 10
A 0,044 0,088 0,131 0,179 0,221
Enfin l’absorbance du bain est mesurée A = 0,140
a) Quelle est la couleur la plus absorbée par le permanganate de potassium b) En déduire les couleurs que laisse passer le permanganate et la couleur
de la solution de permanganate.
c) A quelle longueur d’onde doit-on régler le spectrophotomètre pour faire les mesures d’absorbance des différentes solutions ?
d) Tracer A = f(C) en choisissant une échelle adaptée.
e) Déterminer graphiquement la concentration molaire du bain.
f) Le bain est-il conforme aux préconisations ? Détailler la démarche suivie pour répondre à cette question.
Données :
Elément K Mn O
Masse molaire en g/mol
39 55 16
Exercice 2 : Quel métal dégage le plus de gaz ?
Dans deux béchers, on verse 50 mL d’acide chlorhydrique (H+(aq) + Cl-(aq)) de concentration molaire c = 2,0 mol/L
Dans le premier bécher, on ajoute 14 g de poudre de fer (Fe).
Dans le second, on verse 8,1 g de poudre d’aluminium (Al)
On donne l’équation se déroulant entre l’acide et l’aluminium (bécher 2).
2Al(s) + 6H+(aq) 2 Al3+(aq) + 3H2(g) Données :
Couples oxydant/Réducteur Fe2+aq)/Fe(s)
Al3+(aq)/Al(s) H+(aq)/H2(g) Masse molaire
Elément H Fe Al
Masse molaire en g/mol
1,0 56 27
Volume molaire des gaz Vm = 24L /mol
1) Déterminer les 3 demi-équations électroniques se déroulant dans les béchers.
2) Déduire l’équation de la réaction qui a lieu dans le premier bécher 3) Calculer les quantités initiales de chaque métal et d’acide dans chaque
bécher.
4) En vous aidant de deux tableaux d’avancement, déterminer la quantité de gaz dégagé dans chaque réaction.
5) Calculer alors le volume de gaz correspondant dans chacun des deux cas précédents.
Exercice 3 : L’eau Oxygénée
L’eau oxygénée H2O2 (aq) est utilisée comme antiseptique ou comme agent de blanchiment pour les textiles ; Elle participe à deux couples oxydant/réducteur :
H2O2(aq) /H2O(l) O2(g) / H2O2(aq Données : Couples Ox/red MnO41-
(aq)/ Mn2+
Masse molaires (voir les deux exercices précédents) Nombre total d’électrons autour des atomes :
Hydrogène (1 électron), Oxygène ( 8 électrons)
1. Ecrire la demi-équation électronique d’oxydoréduction associée à chaque couple.
2. Quelle est la particularité de l’eau oxygénée ?
3. les lentilles de contact doivent être décontaminées et nettoyées après usage. Pour cela une solution d’eau oxygénée peut être utilisée. Sur l’étiquette du produit, on peut lire : concentration en masse d’eau oxygénée t = 30 g.L-1.
Pour contrôler cette indication, on dose un échantillon de 10,mL de cette solution préalablement acidifiée par une solution de
permanganate de potassium (K+(aq) + MnO41 –
(aq)) de concentration molaire c’ = 0,20 mol/L
a) Faire un schéma légendé du titrage
b) Ecrire les deux demi-équations électroniques d’oxydoréduction mises en jeu au cours du dosage.
c) Montrer que l’équation de la réaction de titrage est la suivante : 2MnO41-
+ 6H+ + 5H2O2 8H2O + 2Mn2+ + 5O2
(Aq) et (g) ont été enlevés pour ne pas alourdir trop l’équation
d) Le volume Veq versé à l’équivalence est 17,6 mL. Par la méthode de votre choix (avec ou sans tableau d’avancement), déterminer la quantité d’eau oxygénée qui se trouve dans l’échantillon dosé.
e) Déduire la concentration molaire, puis la concentration massique en eau oxygénée de la solution. Le résultat est-il en accord avec
l’indication sur l’étiquette ?
f) Donner la structure électronique de H et O, ainsi que leur valence.
g) Déduire le schéma de Lewis de H2O, H2O2, O2 et H+ h) Proposer les formes des molécules H2O, H2O2, O2 .
