Corrigé Bac S 2017 - Physique - Chimie spécialité

Description

1.2 On peut observer sur le spectre deux pics caractéristiques : un à environ
2900 cm-1 et un à environ à 1650 cm-1
. D’après le tableau, ces pics correspondent
au liaison CH et au liaison double CC qui sont les principales liaisons présentes
dans la structure du R-limonène.
2. Synthèse de la R-carvone
2.1 La R-carvone est une molécule chirale car elle n'est pas superposable à son
image dans un miroir.
2.2 Il s’agit d’une réaction d’addition qui correspond à l'ajout d'un groupe
d'atomes accompagné de la rupture d'une liaison double sur la molécule.
2.3 La R-carvone se situe dans la phase organique. La densité de la R-carvone est
de 0.96. Comparée à celle de l’eau située dans la phase aqueuse qui est de 1, on
remarque que la R-carvone est moins dense et se situe donc au-dessus de l’eau.
La phase 1 correspond à la phase organique et la phase 2 à la phase aqueuse.
3. Des oranges à la carvone
3.1 Calculons la quantité de matière de R-carvone :
On sait que n=m/M avec m la masse en g et M la masse molaire en g.mol-1
AN : n = 13 / 150,0 mol

Sujets

• 2017
• Physique-chimie
• Baccalauréat scientifique
• Correction
• Spécialité

Informations

• Publié par: Studyrama
• Publié le: 20 juin 2017
• Nombre de lectures: 17 091
• Langue: Français

Extrait

BaccalauréatS Session 2017

Épreuve :Physique-Chimie 

 Enseignement de spécialité

Durée de l’épreuve : 3 heures 30

Coefficient : 8

PROPOSITION DE CORRIGÉ

1 Propriété exclusive de Studyrama. Toute reproduction ou diffusion interdite sans autorisation.

EXERCICE I - SYNTHÈSE DE LA CARVONE À PARTIR DU LIMONÈNE 1. Extraction du limonène 1.1 Formule semi-développée du R-limonène :

1.2 On peut observer sur le spectre deux pics caractéristiques : un à environ -1 -1  2900 cm et un à environ à 1650 cm . D’après le tableau, ces pics correspondent   au liaison CH et au liaison double CC qui sont les principales liaisons présentes dans la structure du R-limonène.

2 Propriété exclusive de Studyrama. Toute reproduction ou diffusion interdite sans autorisation.

2. Synthèse de la R-carvone 2.1 La R-carvone est une molécule chirale car elle n'est pas superposable à son image dans unmiroir.   2.2 Il s’agit d’une réaction d’addition qui correspond à l'ajout d'un groupe d'atomes accompagné de la rupture d'une liaison double sur la molécule. 2.3 La R-carvone se situe dans la phase organique. La densité de la R-carvone est de 0.96. Comparée à celle de l’eau située dans la phase aqueuse qui est de 1, on remarque que la R-carvone est moins dense et se situe donc au-dessus de l’eau. La phase 1 correspond à la phase organique et la phase 2 à la phase aqueuse. 3. Des oranges à la carvone 3.1 Calculons la quantité de matière de R-carvone : -1 On sait que n=m/M avec m la masse en g et M la masse molaire en g.mol  AN : n = 13 / 150,0 mol Nous savons que le rendement est de 30%, ce qui nous permet de retrouver la quantité de matière de R-limonène nécessaire : r = n(R-carvone) / n(R-limonène) = 0,30 D’où (13/150,0) / n(R-limonène) = 0,30 D’où n(R-limonène) = (13/150,0) / 0,30 = 0,29 mol 3.2 À partir de l’écorce de six oranges, on recueille 3,0 mL d’huile essentielle R-limonène. Nous connaissons la masse volumique ainsi que la masse molaire et la quantité de matière de R-limonène pour synthétiser 13g de R-carvone. On peut ainsi trouver le volume nécessaire. On sait que ρ = m/V = (n x M) / V d’où V = (n x M) / ρ AN : V = (0,29 x 136,0) / 0,84 = 46,95 mL Or avec 6 écorces d’orange on recueille 3mL d’huile essentielle. En faisant un produit en croix, on peut trouver le nombre d’écorces pour 46,95mL d’huile essentielle : nombre d’écorces d’orange = (46,95 x 6) / 3 = 94 écorces d’orange 3 Propriété exclusive de Studyrama. Toute reproduction ou diffusion interdite sans autorisation.

EXERCICE II - SON ET LUMIÈRE 1. Tout en couleur 1.1 Les deux processus d’émission sont l’incandescence des particules d’oxyde métallique et l’émission atomique. Dans le cas de l’incandescence, le spectre de la lumière est le spectre de la lumière blanche c’est-à-dire un spectre continu alors que dans le cas de l’émission atomique, les électrons de l’atome sont excités thermiquement et on obtient un spectre de raies. 1.2 On sait que E = h x ν où h est la constante de Planck et ν la fréquence de l’onde d’où E = (h x c) / λ où c est la vitesse de la lumière dans le vide en m/s et λ la longueur d’onde en m. Afin de déterminer la couleur, nous devons trouver λ : λ = (h x c) / E avec E à mettre en J -34 8 -19    AN : λ = (6,63 × 10 x 3x10 ) / (1,825 x 1,6x10 ) = 681,2nm    Ce qui correspond à la longueur d’onde du rouge. 1.3 La différence d’énergie entre ces photons est faible, ce qui explique que si nous effectuons le calcul pour chaque nous trouvions des longueurs d’onde correspondant au rouge entre 625 - 780 nm. Cela permet d’expliquer la couleur de la lumière émise par le « crackling R100 ». 2. Étude des trajectoires des pièces pyrotechniques 2.1 Expression littérale du vecteur v :  o  suivant x : v x cosα  o   suivant y : v x sinα  o  2.2 Référentiel supposé galiléen  Système étudié : un point M de la pièce « crackling R100 »  Force considérée : le poids si on néglige toute action de l’air D’après la seconde loi de Newton, on peut écrire que la somme des forces extérieures appliquées à M est égale au produit de la masse du point m et du vecteur accélération de M car la masse du point M est considérée comme constante.

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D’où 2.3 Les équations horaires du mouvement :

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2.4 On remplace t par 3.2 dans l’équation horaire de y pour trouver l’altitude : 2  y (3.,2) = -4,91 x 3,2 + 68,4 x 3,2 = 169 m  M  2.5 On peut expliquer cet écart à cause des frottements de l’air que l’on a négligé durant l’étude. 3. Le « marron d’air » 3.1 On suppose que l’énergie mécanique se conserve : E (sol) = E (éclatement)  m  m E (sol) + E (sol) = E (éclatement) + E (éclatement)  c  p  c  p 2  (½)mv + 0 = 0 + mgh car au sol h = 0m et à l’éclatement v = 0m/s  i  2  d’où h = v /2g  i  2  3.2 h = (200/3,6) / (2 x 9.81) = 157 m avec v en m/s  3.3 Soit L = L +20 log (d /d )  2  1  1  2     D’après les données du tableau : L =120 + 20log(15/95)= 104dB ce qui correspond  2  à une zone difficilement supportable. Il doit porter une protection auditive. EXERCICE III - TRAITEMENT DE L’EAU D’UN BASSIN D’ORNEMENT

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Questions préliminaires 1) Cm = C x M -5 -3   AN : Cm=2,2x10 x 329 = 7,2x10 g/L   2) Calculons les concentrations des solutions diluées et vérifions que l’absorbance est proportionnelle à la concentration : -3  C =Cm / 5 = 1,4 x 10 g/L  m1   -3  C =Cm / 2.5 = 2,9 x 10 g/L  m2   -3  C =Cm / 2 = 3,6 x 10 g/L  m3  En divisant l’absorbance de chaque solution par sa concentration massique on trouve un coefficient identique pour les 3 solutions : il y a proportionnalité et la loi de Beer-Lambert est vérifiée. Problème -3  Aeau = 0,67 donc Cm de l’eau = 2,7 x 10 g/L en utilisant le coefficient de  proportionnalité (248) 3 Or le volume du bassin est égale à V = L x l x h =0,50 x 3,0 x 8,0 = 12m  D’où m = Cm x V = 32,4 g Or il faut 1g de charbon actif pour 10 mg de vert de malachite. Par proportionnalité , on trouve une masse de charbon actif nécessaire de : 32,4 x 0,01 = 3240 g de charbon actif Un sac est composé de 500g, il faut donc 7 sacs de charbon actif (3240 /500 = 6,5)

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