Lycée secondaire tamerza 2020 /2021 Devoir de contrôle n°1 Sciences physiques Prof : S.Najet Classe : 4e sc1 Durée : 1heure On donnera l’expression littérale avant de passer l’application numérique L’utilisation de la calculatrice est autorisée Numéroter les questions Chimie : 9pts I. On étudie la cinétique de la réaction lente et totale entre les ions iodure I- et les ions peroxodisulfate S2O82- d’équation : 2I- + S2O82I2 + SO42Pour cela, on prépare à l’instant de date t=0 des erlenmeyers portés à une température constante T contenant chacun II. Un volume V1 = 20 ml d’une solution d’iodure de potassium (K+ + I-) de concentration initiale C1 Un volume V2=30 ml d’une solution de peroxodisulfate de potassium (2K++S2O82- ) de concentration initiale C2 1. Exprimer les concentrations initiales [I-]0 et [S2O82- ]0 dans le mélange respectivement en fonction de C1 et C2 2. Compléter alors le tableau d’avancement de la page annexe à rendre avec la copie (figure 1) A une date choisit on dose la quantité de matière de I2 formée dans un erlenmeyer par une solution de thiosulfate de sodium Na2S2O3 en présence de quelques gouttes d’empois d’amidon, les résultats obtenus ont permis de tracer la courbe de variation de la concentration de I2 en fonction de temps (figure 2 de la page annexe) 1. Donner l’équation de dosage entre I2 et S2O32- : on donne les couples ox/red correspondant : I2 / I- et S4 O62-/ S2O322. Dire pourquoi on ajoute de l’empois d’amidon 3. En utilisant la courbe de la figure 2 1 A2 O,5 A1 0,5 B 0,25 A1 a) Expliquer la faite que la réaction entre les ions I- et les ions S2O82- est lente. 0,5 A2 b) Donner la valeur de l’avancement volumique finale yf 0,5 A1 1 C 2 A2 c) Donner la composition de mélange à la fin de la réaction 1,5 A1 a) Définir le temps de demi-réaction 0,75 C b) Déduire graphiquement la valeur de t1/2 0,5 4. Sachant que C1 = 1,5.C2 a) Montrer que I- est le réactif limitant, b) Déterminer les concentrations initiales C1 et C2 5. B Physique : 11pts On considère le circuit de la figure 3 de la page annexe comportant : Un générateur de tension idéale de f e m = E Un commutateur K Un dipôle résistor de résistance R = 1 K Ω Un condensateur de capacité C 1. On ferme le commutateur K sur la position 1 Un oscilloscope convenablement branché pour obtenir les oscillogrammes illustres dans la figure 4 de l’annexe a) Représenter les connexions à faire pour visualiser la tension Uc (t) et la tension UR (t) respectivement sur les voies X et Y b) Quel est le phénomène qui se produit dans le condensateur ? justifier. c) Identifier les courbes C1 et C2 2. Représenter sur la figure 3 le sens de courant ainsi que les tensions 0,5 A1 0 ,5 A1 2 A2 1 A1 1 A2 1 B 1 C 3. Montrer que l’équation différentielle à variable UR (t) s’écrit de la forme 𝐝 𝐔R 𝐝𝐭 + 𝟏 𝐑.𝐂 UR = 0 4. Montrer que l’expression de UR (t) = A 𝒆−𝒕/𝛕 est une solution de l’équation différentielle dont on détermine les expressions de A et de 𝛕 5. La sensibilité verticale de la voie Y est de 0,5V/div a) Déterminer la valeur de E b) Déterminer graphiquement la valeur de la constante 𝛕 en explicitant la B 1 méthode utilisée c) Déduire la valeur de la capacité C d) Dire avec justification si on augmente ou diminue la valeur de la 0,5 A1 1 B 1,5 B résistance R pour charger plus rapidement le condensateur. 6. Calculer l’énergie électrostatique emmagasinée dans le condensateur à la date t1 indiqué sur la figure 4 de la page annexe Nom ………………………………. Prenom ……………………. Classe : 4e sc1 Page annexe Figure 1 Equation de la réaction : Etat du Avancement système …………. Figure 2 2I- + S2O82- I2 + SO42- ………………………………………………………………….. Figure 3 E k R C Figure 4