T.S. Interrogation écrite n°2 - Cinétique, Exercices de Physique

Télécharge T.S. Interrogation écrite n°2 - Cinétique et plus Exercices au format PDF de Physique sur Docsity uniquement! 1 T.S. Interrogation écrite n°2. Durée : 2h. Exercice n°1 : (10 points). On se propose d’étudier la cinétique de la transformation lente de décomposition de l’eau oxygénée par les ions iodure en présence d’acide sulfurique, transformation considérée comme totale. L’équation de la réaction qui modélise la transformation d’oxydoréduction s’écrit : H2O2(aq) + 2 I – (aq) + 2 H3O + (aq) = I2(aq) + 4 H2O(l) La solution de diiode formée étant colorée, la transformation est suivie par spectrophotométrie, méthode qui consiste à mesurer l'absorbance A de la solution, grandeur proportionnelle à la concentration en diiode. 1. Étude théorique de la réaction 1.1. Donner la définition d'un oxydant, et celle d'un réducteur. 1.2. Identifier, dans l'équation de la réaction étudiée, les deux couples d'oxydoréduction mis en jeu et écrire leurs demi- équations correspondantes. 2. Suivi de la réaction À la date t = 0 s, on mélange 20,0 mL d'une solution d'iodure de potassium de concentration 0,10 mol.L -1 acidifiée avec de l'acide sulfurique en excès, 8,0 mL d'eau et 2,0 mL d'eau oxygénée à 0,10 mol.L -1 . On remplit une cuve spectrophotométrique, et on relève les valeurs de l'absorbance au cours du temps. On détermine alors, grâce à la loi de Beer-Lambert, la concentration [I2] du diiode formé : t (s) 0 126 434 682 930 1178 1420  [I2] (mmol.L –1 ) 0,00 1,74 4,06 5,16 5,84 6,26 6,53 2.1. Le mélange initial est-il stœchiométrique ? 2.2. Établir le tableau descriptif de l'évolution du système (tableau d'avancement de la transformation). 2.3. Établir la relation entre [I2] et l'avancement x de la transformation. 2.4. Déterminer l'avancement maximal. En déduire la valeur théorique de la concentration en diiode formé lorsque la transformation est terminée. 3. Exploitation des résultats La courbe en annexe représente les variations de l'avancement x de la transformation en fonction du temps. 3.1. Donner la composition du mélange réactionnel pour t = 300 s. 3.2. Commentez l’évolution temporelle de la réaction ? Justifier. Quel facteur cinétique peut être responsable de cette variation ? 3.3. Donner la définition du temps de demi-réaction, puis le déterminer. 2 ANNEXE Exercice n°2 : (7 points). Cet exercice a pour objectifs de déterminer, dans la partie A, quelques grandeurs caractéristiques des ultrasons puis, dans la partie B, d’étudier deux applications des ultrasons : le nettoyage par cavitation acoustique et l’échogramme du cerveau. Partie A 1. Au cours d’une séance de travaux pratiques, un élève dispose du matériel suivant : - un émetteur d’ultrasons E et son alimentation électrique ; - deux récepteurs d’ultrasons R1 et R2 ; - un oscilloscope; - une règle graduée. II réalise le montage suivant : L’émetteur E génère une onde ultrasonore progressive sinusoïdale qui se propage dans l’air jusqu’aux récepteurs R1 et R2. L’émetteur et les deux récepteurs sont alignés. Le récepteur R1 est placé au zéro de la règle graduée.