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Le 15/11/2018 Devoir n°1B Spécialité (2h) – Corrigé Page : 1 / 3
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 em(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) = m(Sn)
M(Sn) = 0,604
118,7 = 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 mol7) La quantité d’électricité s’exprime par les relations Q = I t = n(
e
-) F
Soit t = n(e
-) F
I ;
t = 1,01 10-3 965002,50 393 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. ….
e
-I
e
-COM
A
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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 32 100
40 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 = C’A
5000 = 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 A1 2 3 4
/40
2
cathode et anode1 2 3 4 5 6
3
demi-équation1 2
4
volume d’étain ; masse d’étain1 2 3 4 5 6
CS-U-CV5
quantité d’étain1 2 3 4
CS-U-CV6
quantité d’électrons1 2 3 4 5 6
CS-U-CV7
durée1 2 3 4
CS-U-CV8
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 soluté1 2 3 4
1.3
Choix de la longueur d’onde
1 : maximum du spectre d’absorption
1 : calcul de
maxà 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
UDétermination de C
E1 : tracé graphique pour A = 0,650