Corrigé - Nicole Cortial

Corrigé de l’épreuve de chimie BTS 2000
1° question :
a) Le nombre de masse indique le nombre total de nucléons (neutrons + protons) dans le noyau d’un
atome. Le numéro atomique indique le nombre de protons. Comme un atome est électriquement
neutre, il comporte autant d’électrons que de protons.
L’atome d’oxygène comporte alors 16 nucléons dont 8 protons et 8 neutrons ; il comporte aussi 8
électrons.
b)
Formules des molécules de dioxygène et d’eau : O 2 et H 2 O
O
Formule développée plane de la molécule de dioxygène :
O
Formule développée plane de la molécule d’eau :
O
H
2° question :
H
H2 O2 → H2 O + 1 O2
2
3° question :
a) Soit m 0 la masse d’eau oxygénée, à l’instant initial.
−3
−1
Soit C = 6 .10 mol . L la concentration initiale de la solution d’eau oxygénée. Soit V = 0,1 L le
volume de cette solution.
La quantité initiale d’eau oxygénée y 0 se note alors : y 0 = C × V .
La masse m 0 s’écrit alors : m 0 = C × V × M ( H 2 O 2 )
M ( H 2 O ) : masse molaire de l’eau oxygénée.
A.N. : m 0 = 20,4 mg
b) Soit x la quantité de dioxygène formé. On établit le tableau de moles qui suit :
H2 O2
y 0 mol
Instant initial
Instant t > 0
( y 0 − 2 x ) mol
→
H2 O
+
0 mol
2 x mol
1 2 O2
0 mol
x mol
A chaque instant t > 0, la quantité d’eau oxygénée restante ( n H 2 O 2 ) se note : n H 2 O 2 = y 0 − 2 x .
La quantité de dioxygène formé s’écrit, alors : x = 1 ( C V − n H 2 O 2 )
2
A l’instant t = 10 min , la quantité d’eau oxygénée restante vaut : n H 2 O 2 = 3,7 .10
déduit : x = 1,15 .10
−4
déduit : x = 1,55 .10
mol ; on en
mol .
A l’instant t = 15 min , la quantité d’eau oxygénée restante vaut : n H 2 O 2 = 2,9 .10
−4
−4
mol .
document proposé sur le site « Sciences Physiques en BTS » : http://nicole.cortial.net
−4
mol ; on en
c) Soit v la vitesse moyenne de formation du dioxygène.
v=
x ( à 15 min ) − x ( à 10 min )
avec VT = 0,12 L (volume total de la solution)
VT × 5 min
On exprime 5 min en secondes afin d’obtenir v avec l’unité demandée.
A.N. : v = 1,1.10
−6
−1
mol . L . s
−1
d) La solution de chlorure de fer III est un catalyseur de la réaction de décomposition de l’eau
oxygénée.
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