الصفحة 1 الامتحان الوطين املوحد للباكلوراي املساكل املهنية 6 2019 الدورة العادية - املوضوع- 3 مدة االنجاز 5 المعامل المركز الوطني للتقويم واالمتحانات والتوجيه NS142 الفيزياء والكيمياء المادة شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها الشعبة أو المسلك L’usage de la calculatrice scientifique non programmable est autorisé. On donnera les expressions littérales avant de passer aux applications numériques. Le sujet comporte 4 exercices Exercice I (3 points) : - Propagation d’une onde mécanique. Exercice II (6 points) : - Etablissement du courant dans une bobine. - Etude des oscillations forcées dans un circuit RLC série. Exercice III (5 points) : - Etude du mouvement de glissement d’un solide sur un plan incliné. - Etude énergétique d’un pendule élastique horizontal. Exercice IV (6 points) : - Dosage d’une solution aqueuse d’acide méthanoïque. - Etude de la pile fer-cuivre. الصفحة 2 NS142 6 Barème – الموضوع2019 الدورة العادية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادةExercice I ( 3 points) Propagation d’une onde mécanique Pour étudier la propagation des ondes mécaniques à la surface de l’eau, on utilise une cuve à ondes. Le but de cet exercice est de déterminer quelques grandeurs caractéristiques d’une onde mécanique. A l’aide d’un vibreur d’une cuve à ondes, on crée en un point S de la surface libre de l’eau une onde progressive sinusoïdale de fréquence N = 20Hz . Cette onde se propage à t=0 à partir du point S, sans amortissement et sans réflexion. 1,5 cm La figure ci-contre représente une coupe, dans un plan vertical, d’une partie de la surface de l’eau à l’instant de date t1 . M 0,75 0,5 0,5 0,5 0,75 S 1. L’onde qui se propage à la surface de l’eau est-elle transversale ou longitudinale? Justifier. 2. Donner la longueur d’onde λ de l’onde étudiée. Figure 3. Déduire la célérité V de l’onde à la surface de l’eau. (on rappelle la relation V .N ). 4. Le point M, situé à la distance d = SM du point S, est le front de l’onde à l’instant de date t1. En exploitant la figure : 4.1. écrire l’expression de la distance d en fonction de λ . 4.2. exprimer le retard temporel τ du mouvement de M par rapport au mouvement de S, en fonction de la période T de l’onde. Calculer τ . Exercice II ( 6 points) Les circuits RL et RLC sont utilisés dans les montages électroniques de nombreux dispositifs. Cet exercice se propose d’étudier : - l’établissement du courant dans une bobine. - les oscillations forcées dans un circuit RLC série. 0,5 I-Etablissement du courant dans une bobine. On réalise le montage schématisé sur la figure 1, constitué des éléments suivants : - un générateur idéal de tension de force électromotrice E = 10 V ; K - un conducteur ohmique de résistance R = 90 Ω ; i - une bobine d’inductance L et de résistance r ; - un voltmètre ; L,r V E - un interrupteur K. On ferme l’interrupteur K à un instant choisi comme origine des dates (t = 0). La courbe de la figure 2 (page 3/6) représente l’évolution de l’intensité i(t) du courant traversant le circuit. Figure 1 R (T) représente la tangente à la courbe à t = 0. Quand le régime permanent est établi, le voltmètre indique une tension U0 = 1V aux bornes de la bobine. 1. Choisir l’affirmation juste pour chacune des questions (1.1) et (1.2) ; 1.1. l’expression de la tension ub aux bornes de la bobine est : di di 1 di u b = L.i u b = ri + L ub = r ub = ; ; ; dt dt L dt الصفحة 3 NS142 6 0,5 – الموضوع2019 الدورة العادية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادة- 1.2. Quand le régime permanent est établi, l’expression de cette tension ub devient : ub = r di dt i(A) u b = r.I0 ub = (T) 0,1 u b = L.I0 0,08 I0 L 0,06 ( où I 0 est l’intensité du courant en régime 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,75 permanent). 2. Déterminer graphiquement la valeur de I0 . 3. Vérifier que r =10 Ω. 4. Montrer que l’équation différentielle vérifiée par di R r E l’intensité i(t) s’écrit : .i dt L L 0,04 0,02 0 1 2 3 4 5 5. Vérifier que la constante de temps s’exprime ainsi: τ = L pour que la solution de cette R+r t E (1 e ) . équation différentielle s’écrive sous la forme : i(t) Rr 6. Déterminer graphiquement et vérifier que L = 0,1 H. 7. Calculer l’énergie magnétique Em emmagasinée dans la bobine en régime permanent. II-Etude des oscillations forcées dans un circuit RLC série On monte en série, avec la bobine précédente (L 0,1H; r 10 ) , un condensateur de capacité C, un ampèremètre, un conducteur ohmique de résistance R ' 190 et un générateur basse fréquence GBF (figure 3). Le générateur impose une tension alternative sinusoïdale de valeur efficace Ueff = 5 V et de fréquence N réglable. Pour une fréquence N0 250 Hz , l’ampèremètre indique une A C GBF (L ,r) R' Figure 3 intensité efficace du courant I0 25mA . 0,75 0,25 0,25 0,25 1. Déterminer l’impédance Z du circuit pour la fréquence N0. 2. Montrer que la résistance totale du circuit est R t 200 . 3. En comparant l’impédance Z avec la résistance totale du circuit, que peut-on en déduire ? 4. Choisir, parmi les propositions suivantes, l’expression juste de la fréquence propre du dipôle LC: N0 = 2π LC 0,5 t(ms) Figure 2 ; N0 = 1 2π LC ; N 0 = 2π L C ; 5. Déterminer la valeur de la capacité C du condensateur. (On prend 2 10 ). N0 = 2πLC الصفحة 4 NS142 6 – الموضوع2019 الدورة العادية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادةExercice III ( 5 points) Les parties 1 et 2 sont indépendantes Cet exercice se propose d’étudier, dans sa première partie, le mouvement d’un solide sur un plan incliné, puis dans sa deuxième partie, un pendule élastique horizontal. Partie1 : Étude du mouvement de glissement d’un solide sur un plan incliné Un solide S de masse m et de centre d’inertie G est abandonné sans vitesse initiale d’une position où son centre d’inertie G est confondu avec le point O situé au sommet d’un plan incliné faisant un angle α avec l’horizontale O i (figure 1). Le solide glisse alors sans frottements suivant la ligne S de plus grande pente. G On étudie le mouvement de S dans un référentiel terrestre A considéré galiléen. Le repère d’étude (O,i) est indiqué sur la 0,75 figure 1. 1. En appliquant la deuxième loi de Newton, vérifier que l’équation différentielle du mouvement du centre d’inertie G 0,75 0,5 0,5 0,75 x Figure1 d2 x x( m) = g.sinα ; où x est l’abscisse de G à un instant dt 2 t dans le repère (O,i) . 8 2. la courbe de la figure 2 représente les variations de 6 l’abscisse x en fonction de t2. 2.1. En exploitant cette courbe, écrire l’expression numérique 4 de l’équation horaire x=f(t) du mouvement de G. 2.2. A l’aide des résultats des questions (1) et (2.1) , calculer 2 la valeur de α . (On prend g = 10 m.s-2). 2.3. Choisir, parmi les affirmations suivantes, la réponse juste. 0 1 2 3 4 t2(s2) le mouvement de G est: Figure 2 - rectiligne uniforme. - rectiligne uniformément retardé. - rectiligne uniformément accéléré. 3. Déterminer l’instant tA de passage de G par le point A d’abscisse xA = 5 m. 4. Trouver la vitesse de G lors de son passage par le point A. Partie2 : Etude énergétique d’un pendule élastique horizontal. On considère un pendule élastique horizontal, constitué d’un ressort à spires non jointives de raideur k, attaché en un point B à un solide S de masse m et de centre d’inertie G. L’autre extrémité du ressort est attachée au point A à un support fixe. On étudie le mouvement de G dans un référentiel S O i terrestre considéré galiléen. X A B G x On choisit un repère d’espace (O,i) confondu avec l’axe du ressort. A l’équilibre, le centre d’inertie G Figure 3 du solide est confondu avec l’origine O du repère (O,i) . On repère la position de G à chaque instant par l’abscisse x (figure 3). s’écrit : 0,75 الصفحة 5 NS142 6 0,5 0,5 – الموضوع2019 الدورة العادية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادة- On écarte le solide S de sa position d’équilibre puis on l’abandonne sans vitesse initiale à un instant pris comme origine des dates (t=0). Il oscille alors sans frottements autour de sa position d’équilibre. La courbe de la figure 4 représente les variations de l’énergie potentielle élastique Epe du pendule en fonction de l’abscisse x de G. 1. En exploitant le graphe de la figure 4, déterminer l’énergie potentielle E pe1 lorsque G Epe(mJ) 50 40 30 20 passe par la position d’abscisse x1 = 2 cm. 2. Déduire la raideur k du ressort. (On rappelle que l’énergie potentielle élastique du pendule a 1 pour expression : E pe = k x 2 ). 2 10 -3 -4 -2 -1 0 1 2 3 4 x(cm) Figure 4 Exercice IV ( 6 points) Les deux parties 1 et 2 sont indépendantes Partie 1 : Dosage d’une solution aqueuse d’acide méthanoïque. On dispose au laboratoire d’un flacon contenant une solution aqueuse SA d’acide méthanoïque HCOOH de concentration CA inconnue. On se propose de déterminer la concentration de cette solution par dosage pH-métrique. Pour cela, on dose un volume VA = 10 mL de la solution SA par une solution aqueuse SB + + HO(aq) d’hydroxyde de sodium Na (aq) de concentration CB =10-2 mol.L-1 . On note VB le volume de la solution SB versé. Le suivi pH-métrique du dosage permet d’obtenir la courbe représentée sur la figure 2. pH 12 3 2 10 8 1 4 6 4 pH-mètre 3.00 2 Figure 1 0 2 4 6 8 Figure 2 10 12 14 VB (mL) الصفحة 6 NS142 6 1 0,75 0,5 0,5 0,75 0,5 – الموضوع2019 الدورة العادية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادة- 1. Nommer, sur la copie, les éléments du montage de la figure 1 numérotés de 1 à 4. 2. Ecrire l’équation de la réaction de dosage. 3. Donner les deux couples acide/base intervenant dans ce dosage. 4. Déterminer graphiquement les coordonnées du point d’équivalence ( VBE , pHE). 5. Ecrire la relation entre CA, VA, CB et VBE à l’équivalence. En déduire la valeur de CA. 6. Choisir, parmi les indicateurs colorés donnés dans le tableau ci-dessous, l’indicateur convenable pour ce dosage. Justifier la réponse. Indicateur coloré Hélianthine Rouge de crésol jaune d’alizarine R Zone de virage 3,2 - 4,4 7,2 – 8,8 10,1 - 12 Partie 2: Etude de la pile fer-cuivre On réalise la pile fer-cuivre en utilisant le matériel et les produits suivants : 2 2 - un bécher contenant une solution aqueuse de sulfate de cuivre Cu (aq) SO4(aq) de concentration initiale C ; 2 2 - un bécher contenant une solution aqueuse de sulfate de fer Fe(aq) SO4(aq) de même concentration 0,5 0,75 0,75 initiale C ; - une lame de fer et une lame de cuivre; - un pont salin. On relie les électrodes de la pile à un conducteur ohmique en série avec un ampèremètre. En fermant le circuit, l’ampèremètre indique le passage d’un courant électrique d’intensité constante I = 20 mA . Après une durée Δt de fonctionnement de la pile, on observe la formation d’un dépôt de cuivre sur l’électrode de cuivre et la diminution de la masse de l’électrode de fer. Données : 1 F = 9,65.104 C.mol-1; Masse molaire atomique du cuivre: M(Cu) = 63,5 g.mol-1; 1. Donner le schéma conventionnel de cette pile. 2. Ecrire l’équation de la réaction chimique à chaque électrode ainsi que l’équation bilan lors du fonctionnement de la pile. 3. Au cours de la durée Δt , la masse du dépôt de cuivre formé est m = 47, 4mg . Montrer que Δt = 2.F.m . Calculer Δt en heures (h). M(Cu).I الصفحة 1 الامتحان الوطين املوحد للباكلوراي املساكل املهنية 6 2019 الدورة االستدراكية - املوضوع- 3 مدة االنجاز 5 المعامل المركز الوطني للتقويم واالمتحانات والتوجيه RS142 الفيزياء والكيمياء المادة شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها الشعبة أو المسلك L’usage de la calculatrice scientifique non programmable est autorisé. On donnera les expressions littérales avant de passer aux applications numériques. Le sujet comporte 4 exercices Exercice I (3 points) : - Désintégration du radium 226. Exercice II (6 points) : - Charge et décharge d’un condensateur. Exercice III (5 points) : - Chute verticale d’un solide. - Pendule élastique. Exercice IV (6 points) : - Réactions de l’acide éthanoïque. - Pile nickel-cadmium. الصفحة 2 RS142 6 Barème – الموضوع2019 الدورة االستدراكية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادة- Exercice I ( 2,5 points) Etude de la désintégration du radium226 Le radium de symbole Ra fut découvert par Marie Curie et son mari Pierre en 1898. Il est fortement radioactif et de ce fait, il est utilisé dans divers domaines tels la radiothérapie, la pharmacologie et l’industrie. 226 88 0,5 1. Donner la composition du noyau de radium226: Ra . 0,5 2. L’équation de désintégration du radium 226 s’écrit : 226 222 88 Ra 86 Rn 42 He Choisir, parmi les propositions suivantes, la réponse juste. La désintégration du radium est de type : ■ ■ ■ ■ 3. On considère un échantillon contenant, à l’instant de date t = 0, N0 105 noyaux de radium 226. On donne: la demi-vie du radium 226 est t1/2 1600ans . On rappelle : * la loi de décroissance radioactive : N N0 e t ; où est la constante radioactive. * ln 2 t1/2 * 1 an = 365 jours 0,75 3.1. Calculer l’activité a0 du radium à t = 0. 0,75 3.2.Trouver, en ans, la date t1 pour laquelle le nombre de noyaux de radium 226 restant est N1 N0 4 . Exercice II ( 6,5 points) Charge et décharge d’un condensateur Les condensateurs et les bobines sont utilisés dans les circuits de divers montages électriques, dans les appareils d’émission et de réception... Cet exercice se propose d’étudier la charge d’un condensateur et sa décharge dans un conducteur ohmique puis dans une bobine. K I. Détermination de la capacité d'un condensateur. Pour déterminer la capacité d’un condensateur, on réalise le montage de la figure 1 constitué des éléments suivants: - un générateur idéal de courant qui alimente le circuit par un courant électrique d'intensité constante I0 2.104 A ; - un conducteur ohmique de résistance R ; - un condensateur de capacité C; - un interrupteur K. À un instant choisi comme origine des dates (t = 0), on ferme l'interrupteur K et on suit à l'aide d'un dispositif convenable, les variations de la tension u C aux bornes du condensateur en fonction 0,5 du temps. La figure 2 représente la courbe obtenue. 1. Recopier le schéma de la figure 1 et y représenter par une flèche la tension uc en convention récepteur. R I0 C Figure 1 uc(V) 4 2 0 0,1 0,2 Figure 2 t(s) الصفحة 3 RS142 6 0,75 0,5 – الموضوع2019 الدورة االستدراكية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادة- I0 .t C 3. En exploitant la courbe de la figure 2, montrer que C 10 F . 2. Montrer que la tension u C (t) s’écrit ainsi : u C II. Etude de la décharge du condensateur dans un conducteur ohmique. On réalise le montage de la figure 3 constitué des éléments suivants : - un générateur idéal de tension de force électromotrice E ; - un conducteur ohmique de résistance R; - le condensateur précédent de capacité C = 10 µF; - un interrupteur K à double position. On charge totalement le condensateur en plaçant l'interrupteur K en position (1), puis on le bascule en position (2) à un instant choisi comme origine des dates (t =0). On suit à l'aide d'un 10 dispositif convenable l’évolution de la tension u c (t) aux bornes du condensateur. La figure 4 représente la courbe obtenue lors de la décharge. 0,5 0,25 0,25 0,75 0,5 t K Figure 3 uc(V) 4 2 0 . (T) Trouver l’expression de en fonction de R et de C. 3. Déterminer graphiquement : 3.1. la valeur de E . 3.2. la valeur de 4. Déterminer la valeur de R. III-Etude des oscillations électriques libres dans le circuit LC. On réalise le montage électrique schématisé sur la figure 5, constitué des éléments suivants: E - un générateur idéal de tension de force électromotrice E 10V ; - le condensateur de capacité C=10µF initialement déchargé ; - le conducteur ohmique de résistance R ; - une bobine d’inductance L et de résistance négligeable ; uc(V) - un interrupteur K à double position. 10 On place l’interrupteur K en position (1) ; une fois que le régime permanent est établi, on bascule l’interrupteur K en 5 position (2), à un instant choisi comme origine des dates ( t=0) . 0 1. Montrer que l’équation différentielle vérifiée par la tension uc(t) aux bornes du condensateur s’écrit : -5 d2uc dt 2 1 uc 0 LC uc R C E 6 1. Montrer que l’équation différentielle vérifiée par la tension du C 1 uc 0 . uc(t) aux bornes du condensateur s’écrit : dt RC 2. La solution de cette équation différentielle est de la forme : u c (t) E.e (2) 8 (T) représente la tangente à la courbe à t = 0. 0,5 (1) 20 40 60 t(ms) Figure 4 (1) (2) K L C uc R Figure 5 10 -10 Figure 6 20 t(ms) الصفحة 4 RS142 6 0,5 – الموضوع2019 الدورة االستدراكية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادة- 2. La courbe de la figure 6 (page 3/6) représente l’évolution de la tension uc(t) . 2.1. Trouver graphiquement la période propre T0 de l’oscillateur LC. 0 ,75 2.2. Déterminer l’inductance L de la bobine. (On rappelle que T0 2 LC et on prend 2 10 ) 0,75 3. Calculer l’énergie électrique Ee emmagasinée dans le condensateur à l’instant t = 0 . Exercice III ( 5 points) Les parties 1 et 2 sont indépendantes Cet exercice se propose d’étudier, dans une première partie, la chute libre d’un solide, puis dans une deuxième partie, le mouvement oscillatoire d’un pendule élastique. Partie 1 : Chute verticale d’un solide O … ; On lâche sans vitesse initiale, d’un niveau situé à une hauteur H= 5m au dessus du sol, un solide S de masse m et de centre d’inertie G. On étudie le mouvement du centre d’inertie G du solide dans un référentiel terrestre considéré galiléen. On repère la position de G, à un instant t, dans le repère d’espace O , k par la cote z. On prend comme origine des dates G k … ; H ( t=0) l’instant où le solide S est lâché (zG = 0) (Figure1). 0,25 0,25 0,25 0,25 0,75 0,5 0,75 La courbe de la figure 2 représente l’évolution de la vitesse v(t) du centre d’inertie G. On néglige toutes les forces exercées par l’air. 1. Recopier le numéro de la question et répondre par « vrai » ou « faux ». 1.1. Un solide en chute libre est soumis uniquement à son poids. 1.2. La trajectoire du centre d’inertie G d’un solide en v(ms-1 ) chute libre sans vitesse initiale est curviligne. 1.3. L’axe Oz étant orienté vers le bas, l’équation horaire de la vitesse du centre d’inertie G du solide S dans ce cas est : v = g.t 2. En exploitant la courbe de la figure 2 ; 2.1. Indiquer la date t1 à laquelle la vitesse de G atteint la valeur : v1 = 4 m.s-1. 2.2. Déterminer la valeur de l’accélération aG du mouvement. 3. Montrer que l’expression numérique de l’équation horaire du mouvement est : z(t) = 5 t2. 4. A quelle date t2 le solide arrivera-t-il au sol? Sol Z Figure 1 6 4 2 0 0,2 0,4 0,6 Figure2 t (s) الصفحة 5 RS142 6 – الموضوع2019 الدورة االستدراكية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادة- Partie 2 : Pendule élastique horizontal. S A x' B G O Figure 3 x i Un pendule élastique est constitué d'un solide S de masse m = 0,2 kg, attaché à l'extrémité B d’un ressort horizontal à spires non jointives, de masse négligeable et de raideur k. L'autre extrémité A du ressort est fixée à un support fixe (figure 3). A l'équilibre, le centre d'inertie G a pour abscisse xG=0. On étudie le mouvement de G dans un référentiel terrestre considéré galiléen. On repère la position de G, à un instant t, dans le repère (O,i) par son abscisse x. On écarte le solide S à partir de sa 0,5 0,5 0,5 position d'équilibre d’une distance Xm , puis on l’abandonne sans vitesse à l'instant t =0 ; il effectue alors un mouvement oscillatoire autour de sa position d'équilibre O. La courbe de la figure 4 représente les variations de l’abscisse x en fonction du temps. On néglige tous les frottements. x(cm) 1. Déterminer graphiquement : 4 1.1. L’amplitude Xm du mouvement. 1.2. La période T0 du mouvement. 2 2. Déterminer la raideur k du ressort. m et on prend 2 10 ) k 3. Déterminer à l’instant t=0 , l’énergie potentielle élastique Epe du pendule. (On choisit la position d’équilibre(x=0) comme référence de l’énergie potentielle élastique Epe). (On rappelle que T0 =2 0,5 0 0,5 1 -2 -4 Figure4 Exercice IV ( 6 points) Les parties 1 et 2 sont indépendantes Partie 1 : Réactions de l’acide éthanoïque. L’acide éthanoïque de formule CH 3COOH est très utilisé dans l’industrie notamment dans la fabrication de plastiques, la production de vinaigres de fruits … Cet exercice se propose d’étudier la réaction de l’acide éthanoïque avec l’eau et sa réaction avec le méthanol. I – Réaction entre l’acide éthanoïque et l’eau On prépare, à une température de 25°C, une solution aqueuse S d’acide éthanoïque de concentration C 102 mol.L1 et de volume V= 1 L . La mesure du pH de la solution S donne : 0,5 0,5 0,75 pH 3, 4 . 1. Ecrire l’équation de la réaction de l’acide éthanoïque avec l’eau. 2. Calculer xf l’avancement final de la réaction. 3. Calculer le taux d’avancement . Que peut-on en déduire ? t(s) الصفحة 6 RS142 6 0,75 – الموضوع2019 الدورة االستدراكية- )االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا (المسالك المهنية الفيزياء والكيمياء – شعبة الهندسة الكهربائية بمسالكها: مادة- 4. Ecrire l’expression de la constante d’acidité K A du couple CH3COOH/CH3COO- en fonction de pH et C. Calculer K A . II- Synthèse de l’éthanoate de méthyle. Les esters ont des odeurs agréables, on les utilise comme arômes dans l’industrie alimentaire. L’éthanoate de méthyle est synthétisé à partir de la réaction entre l’acide éthanoïque CH 3COOH et le méthanol CH 3OH . Pour synthétiser l’éthanoate de méthyle dans un laboratoire, on prépare dans un ballon un mélange équimolaire contenant la quantité de matière n 0 0,1mol d’acide éthanoïque et la même quantité de matière n 0 de méthanol. On chauffe à reflux le mélange réactionnel pendant une durée déterminée. 0,5 0,5 0,75 La réaction chimique qui se produit, conduit à la formation de l’éthanoate de méthyle. 1. Choisir, pour chacune des questions (1.1) et (1.2), l’affirmation juste. 1.1. La réaction de l’acide éthanoïque avec le méthanol est une réaction : ■ d’hydrolyse ■ d’estérification ■ acide – base ■ de saponification 1.2. La réaction entre l’acide éthanoïque et le méthanol est : ■ rapide et totale ■ lente et totale ■ lente et limitée ■ rapide et limitée 2. Ecrire l’équation de la réaction de synthèse de l’éthanoate de méthyle Partie 2 : Etude de la pile nickel-cadmium. Lors de leur fonctionnement, les piles électrochimiques convertissent une partie de l’énergie chimique en énergie électrique. On étudie dans cette partie de l’exercice le principe de fonctionnement de la pile nickel-cadmium. On réalise la pile nickel-cadmium en utilisant le matériel et les produits suivants : 2 2 SO4(aq) - un bécher contenant une solution aqueuse de sulfate de nickel Ni(aq) de concentration initiale C 1mol.L1 ; 2 2 SO4(aq) - un bécher contenant une solution aqueuse de sulfate de cadmium Cd(aq) de concentration initiale C 1mol.L1 ; - une lame de nickel et une lame de cadmium; - un pont salin. On relie les électrodes de la pile à un conducteur ohmique en série avec un ampèremètre . Ce dernier indique le passage d’un courant électrique dans le circuit d’intensité constante I 0,3A . Données : * 1 F 9,65.104 C.mol-1; * Masse molaire atomique du nickel: M(Ni) = 58,7 g.mol-1; (1) 2 2 Ni(s) Cd (aq) Cd (s) * La constante d'équilibre associée à l'équation Ni(aq) est : K 4,5.105 (2) 0,5 0,5 0,75 1. Calculer la valeur du quotient de réaction Qr,i à l’état initial du système chimique. En déduire le sens d'évolution spontanée de ce système. 2. Ecrire l’équation de la réaction chimique à chaque électrode. 3. La pile fonctionne pendant une durée t 5h. Calculer la masse m(Ni) du nickel déposé pendant t.
