blanc taiba fb (2)

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 L’usage de la calculatrice scientifique non programmable est autorisé.
 La formule littérale doit être donnée avant l’application numérique et le résultat
accompagné de son unité.
 Les exercices peuvent être traités séparément selon le choix du candidat(e).
Le sujet comporte quatre exercices : un exercice de chimie et trois exercices de physique
Chimie : (7 points)
Dosage d’une solution d’acide benzoïque
Physique 1 : (3points)
Partie I : Ondes lumineuses
Partie II : Nucléaire dans la médecine
Physique 2 : Electricité (4,5 points)
Partie I : circuit LC
Partie II : L’étude de la modulation et la démodulation d’une onde modulée.
Physique 3 : mécanique ( 5,5 points )
Partie I : Mouvement d’un skieur (S),
Partie II : Pendule simple
Examen Blanc
Durée de l’épreuve : 3h
Date de l’épreuve :
06 / 06 / 2022
Coefficient : 7
Réalisé par Professeur :
Anass El Badaoui
Classe : 2ème bac SP
Matière: Physique Chimie

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L’acide benzoïque est un composé organique de formule brute C6H5COOH. Il est utilisé dans
la fabrication de plusieurs colorants organiques et aussi utilisé comme matière conservatrice
dans l’industrie des produits agroalimentaires.
L’objectif de cet exercice est le dosage d’une solution d’acide benzoïque et la détermination
de la valeur du pKA du couple C6H5COOH / C6H5COO- .
Données :
- Toutes les mesures sont effectuées à 25 °C.
- Les conductivités molaires ioniques en mS.m2.mol-1 Sont :
 ;  ;   .
- On néglige la conductivité molaire ionique des ions H3O+ et OH- .
- On rappelle que la conductivité  d’une solution aqueuse ionique est :  
1) Dosage d’une solution d’acide benzoïque :
On dose une solution (S) d’acide benzoïque de volume V=15,2mL et de concentration C
avec une solution d’hydroxyde de sodium de concentration Cb = 0,2 mol.L-1 .
1-1/ Écrire l’équation de la réaction du dosage. (0,5 pts)
1-2/ On obtient au cours de ce dosage l’évolution du pH de la solution en fonction du
volume Vb de la solution d’hydroxyde de sodium ajouté . (fig-1)
1-2-1/ Déterminer la concentration de la solution de l’acide benzoïque. (0,5 pts)
1-2-2/ Déterminer le pHE du mélange à l’équivalence . (0,25 pts)
On dispose de deux indicateurs colorés indiqués dans le tableau suivant :
L’indicateur coloré
Zone de
virage
hélianthine
3,2 – 4,4
Phénol -phtaléine
8,0 – 10
Chimie : (7pts)
Fig-1

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1-3/ Choisir l’indicateur coloré adéquat pour réaliser ce dosage. Justifier. (0,25 pts)
1-4/ Pour un volume versé 
 , le pH du mélange est égal à 4,2 .
1-4-1/ Trouver l’expression du taux d’avancement de la réaction du titrage, calculer
sa valeur. Conclure. (0,75 pts)
1-4-2/ Montrer par calcul que pour ce volume pH = pKA . (0,75 pts)
1-5/ Ecrire l’équation de la réaction entre l’acide benzoïque C6H5COOH et l’eau. (0,5pt)
1-6/ Dresser le tableau d’avancement de cette réaction et montrer qu’elle est limitée.
2) Détermination de la constante d’acidité pKA du couple C6H5COOH / C6H5COO- :
A l’aide des mesures du pH des solutions aqueuses d’acide benzoïque de concentrations
différentes, on détermine le taux d’avancement final τ de chaque solution .La courbe de la
figure-2 représente la fonction 
 en fonction de   .
2-1/ Trouver l’expression de la constante
d’acidité KA du couple C6H5COOH / C6H5COO-
en fonction de τ et C . (0,75pt)
2-2/ En exploitant la courbe de la figure 2,
déterminer la valeur du pKA . (0,75pt)
3) Réaction de l’acide benzoïque avec l’ion éthanoate :
Dans un flacon contenant de l’eau, on introduit n0=3.10-3 mol d’acide benzoïque et même
quantité de matière d'éthanoate de sodium CH3COONa . On obtient une solution aqueuse
de volume V=100 mL.
On modélise la transformation chimique qui s’effectue par l’équation suivante :
C6H5COOH(aq) + CH3COO-(aq)  C6H5COO-(aq) + CH3COOH(aq)
La mesure de la conductivité du milieu réactionnel à l’équilibre donne la valeur :
3-1/ Montrer que l’expression de l’avancement final de la réaction s’écrit :
 ; Calculer sa valeur. (0,75pt)
3-2/ Trouver l’expression de la constante d’équilibre K associée à l’équation de la
réaction en fonction de xf et n0 . Calculer sa valeur. (0,5pt)
𝝉𝟐
𝟏𝝉10-3
3,15
Fig-2
(0,75pt)

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Partie I : Ondes lumineuses
- Pour déterminer la valeur de la longueur d'onde , d'une source (S) laser, on réalise
l'expérience de diffraction en utilisant plusieurs fils fins de diamètres a différents.
- On envoie un faisceau fin de la source sur chacun des fils et on obtient sur un écran (E)
situé à D=2,5m du plan vertical contenant le fil, une figure de diffraction constituée de
taches lumineuses claires et sombres. Pour chaque fil on mesure la largeur L de la
tache centrale sur l'écran. Les mesures effectuées ont permis le tracé de la courbe L en
fonction de 
 .
On donne : c =3.108 m.s -1 ; D >> L ; tan  pour  petit
1) Faire le schéma du montage permettant de mettre en évidence le phénomène étudié et
préciser la condition de son obtention ainsi que la nature de la lumière. (0,25pt)
2) Déterminer la relation entre D , L , et a . (0,25pt)
3) Déterminer à partir de la figure les valeurs de 
et de la fréquence  du laser. (0,5pt)
4) On place dans l'espace entre le plan contenant le fil
de diamètre a et l'écran, une plaque transparente en
verre d'indice de réfraction n .
4-1/ Soit L’ la largeur de la tache centrale apparaissant sur l'écran.Montrer que L=nL’
4-2/ Calculer n sachant que la largeur de la tache verticale a varié de 30% . (0,25pt)
Partie II : Nucléaire
Le Rhénium 
 est radioactif . il est utilisé en radiothérapie dans le but de soulager la
maladie rhumatoïde. Le noyau résultant de la désintégration du noyau Re est l'Osmium 
.
1) Ecrire l'équation de cette désintégration en déterminant les valeurs de A et Z . (0,25pt)
2) Dans un hôpital, un technicien a préparé un flacon de volume V0= 10mI d'une solution
de Rhénium 186 dont l'activité à l'instant de préparation est a0=3,7.109 Bq .
2-1/ Calculer la masse du Rhénium 186 contenue dans le flacon . (0,5pt)
2-2/ La solution préparée est utilisée pour examiner deux patients : pour le premier,
l'injection a eu lieu un jour après la date de préparation de la solution et pour le
deuxième , 5 jours après cette date . Sachant que l'activité de la dose injectée doit être
égale à 7.107 Bq calculer le volume de la solution qu'il faut injecter à chaque patient.
On donne : - temps de demi-vie de Rhénium 186 : t 1/2=3,7 jrs ;
- M(Re)=186g/mol ; NA= 6,02.10 23 mol-1
Physique 1 : (3 pts)
L (mm)
𝟏
𝒂(mm -1)
2
1
0
(0,5pt)
(0,5pt)

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Partie I : On monte en série un condensateur totalement chargé sous une tension U0 avec
une bobine d’inductance L et de résistance interne négligeable. ( fig-1 )
1) Reprendre le schéma de la figure et faire le branchement nécessaire pour visualiser la
tension uc(t) aux bornes du condensateur. (0,25pt)
2) Etablir l’équation différentielle vérifiée par la tension uc(t) aux bornes du condensateur
3) Déterminer l’expression de la fréquence N0 pour que uc(t) =U0.cos ( 2π.N0.t + φ) soit
la solution de l’équation différentielle précédente . (0,5pt)
4) La figure 2 représente les variations de la tension uc(t) en fonction du temps. à l’aide
de la courbe déterminer la valeur de la phase φ. (0,25pt)
5) La figure 3 représente les variation de 
 en fonction de uc . déterminer la valeur de
la tension U0 et la valeur de la fréquence N0 . (on pend π2=10 ) (0,5pt)
6) Montrer que l’expression de l’énergie magnétique Em emmagasinée dans la bobine
s’écrit sous la forme : Em = 
 avec C la capacité du condensateur . (0,5pt)
7) La figure 4 représente les variations de Em en fonction de 
 . Déterminer la valeur de
C et déduire la valeur de L . (0,5pt)
Physique 2 : Electricité ( 4,5pts)
Fig-1
Fig-2
𝐝𝟐𝐮𝐜
𝐝𝐭𝟐
en V/s2
𝐮𝒄𝐞𝐧𝐕
Fig-3
Fig-4
𝑬𝒎𝟏𝟎𝟑𝐉
𝟏𝟎𝟖
𝟏𝟎𝟖
(0,25pt)