On sait que la couche superficielle de cette étoile n`est constituée
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Le …/…/……… Classe :…………… Nom : ......................................... ................................................................. Prénom : .................................... ................................................................. Devoir n°3 de Physique et Chimie Vous devez faire des phrases et justifier vos réponses. Exercice 1 : spectroscopie (4 points) 1. Les fonds continus des spectres de trois étoiles différentes sont les suivants : Etoile 1 Etoile 2 Etoile 3 Rouge jaune bleu violet Classer ces étoiles par température de surface croissante. Justifie. (1 point) Plus le spectre d’une étoile s’enrichie vers le violet et plus l’étoile a une température importante donc la température de l’étoile3 est supérieur à la température de l’étoile2 qui est elle-même supérieure à la température de l’étoile 1. 2. La lumière d'une étoile mystérieuse présente le spectre suivant: a) A quoi correspond le fond continu ? (1 point) le fond continu correspond aux radiations émises par l’étoile, puisque l’étoile est un corps chaud incandescent. b) Comment interpréter la présence de raies noires dans le spectre de l’étoile? (1 point)Lles raies noires d’absorption indiquent qu’il ya des espèces chimiques à la surface de cette étoile et qu’ils absorbent certaines radiations. On sait que la couche superficielle de cette étoile n’est constituée que d’un seul élément, X ou Y. Les spectres d’émission de ces éléments sont connus et donnés ci-dessous. X Y c) Quel élément est contenu dans la couche qui entoure l’étoile ? justifie (1 point) L’élément Y est contenu dans la couche qui entoure l’étoile car on retrouve les mêmes raies dans le spectre d’émission de l’élément Y et dans le spectre d’absorption de l’étoile. Exercice 2 : Spectroscopie (1 point) L’étude du spectre d'émission d'une lampe à hydrogène permet de déceler des radiations visibles dont les longueurs d'onde ont pour valeurs: 1=410 nm, 2= 434 nm, 3=486 nm et 4=656nm. 1) Indiquez la couleur de chacune des raies du spectre d'émission de l'hydrogène. (0,5 point) 1=410 nm est violet, 2= 434 nm est bleu, 3=486 nm est bleu et 4=656nm est rouge. 2) Comment appelle t-on ce type de spectre d’émission ? (0,5 point) C’est un spectre de raies d’émission. Données: domaines de longueurs d'onde des différentes couleurs: Exercice 3 : verrerie (3,5 points) 1) Donne le nom des éléments de verrerie du montage d’hydrodistillation : (2 points) Sortie d’eau Entrée d’eau Réfrigérant à eau Ballon Erlenmeyer Chauffe ballon 2) Mets deux flèches au niveau des tuyaux pour indiquer le sens de circulation de l’eau. (0,5 point) 3) Réalise le schéma d’un verre à pied et d’une éprouvette graduée. (1 point) Exercice 4 : (6 points) Séparation des constituants d’un mélange coloré. Nous disposons d’une solution aqueuse mauve, contenant du sulfate de cuivre(II) et du rouge de méthyle. Nous réalisons une extraction liquide/liquide afin de récupérer les 2 espèces chimiques pures (sulfate de cuivre(II) et rouge de méthyle). Le cyclohexane est proposé comme solvant d’extraction. 1- Comment choisir un bon solvant extracteur ? (1 point) Un solvant extracteur doit être non miscible à la solution de laquelle on veut extraire l’espèce chimique et l’espèce chimique à extraire doit être plus soluble dans le solvant extracteur que dans la solution de départ. 2- Justifier l’utilisation du cyclohexane comme solvant extracteur. (1 point) Le cyclohexane est non miscible à l’eau (donc à la solution aqueuse mauve) et le rouge de méthyle est soluble dans le cyclohexane et pas le sulfate de cuivre donc le cyclohexane est un bon solvant extracteur. 3- Quelle est la signification du pictogramme sur l’étiquette du cyclohexane ? (0,5 point) Le pictogramme signifie que la cyclohexane est inflammable. 4- A 20 °C quel est l’état du cyclohexane ? Justifier. (1 point) Le cyclohexane est liquide à 20 °C car on est à une température supérieure à sa température de fusion (6,5 °C) et à une température inférieure à sa température d’ébullition (80,7°C). 5- Dans une ampoule à décanter on verse la solution aqueuse mauve puis on ajoute le cyclohexane. On agite et enfin on laisse décanter. a) Dans quel liquide se trouvera le rouge de méthyle après agitation de l’ampoule à décanter ?justifie. (0,5 point) Le rouge de méthyle est dissout dans le cyclohexane car il est plus soluble dans le cyclohexaneque dans l’eau. b) Dans quel liquide se trouvera le sulfate de cuivre (II) après agitation de l’ampoule à décanter ?justifie (0,5 point) Le sulfate de cuivre est dissout dans l’eau car il est soluble dans l’eau et pas dans le cyclohexane c) Dessiner une ampoule à décanter et placer la solution aqueuse et le cyclohexane en justifiant votre choix. (1,5 points) Le cyclohexane est au dessus de l’eau car il est moins dense que l’eau. Cyclohexane (+ rouge de méthyle) Eau (+sulfate de cuivre) Données : L’eau et le cyclohexane ne sont pas miscibles. densité Solubilité du sulfate de cuivre (II) Solubilité du rouge de méthyle Solution mauve 1,01 eau 1 Eau Très soluble cyclohexane Insoluble Peu soluble Soluble cyclohexane 0,78 Exercice 5 : Identification d’un arôme alimentaire (5,5 points) On désire identifier les constituants d’un additif alimentaire utilisé comme arôme dans les pâtisseries. On procède à une chromatographie sur couche mince avec un éluant approprié. Sur la ligne de dépôt, on dépose : - une goutte de citral : C - une goutte de menthol : M - une goutte de limonène : L - une goutte de vanilline : V - une goutte d’une substance à étudier (arôme) : S Après élution, on effectue une révélation avec une solution de permanganate de potassium. Il apparaît des tâches caractéristiques des constituants séparés. Le chromatogramme obtenu est représenté cicontre. 1) A quoi sert la révélation ? (1 point) La révélation sert à faire apparaître les espèces chimiques incolores. 2) La substance à étudier est-elle pure ? Pourquoi ? (1 point) La substance à étudier n’est pas pure car il y a 4 taches c’est donc un mélange. 3) Combien y a-t-il d’espèces chimiques dans le produit testé ? Pourquoi ? (0,5 point) Il y a 4 espèces chimiques dans cette substance car il y a 4 taches et une tache correspond à une espèce chimique. 4) Quels sont celles que l’on peut identifier ? Pourquoi ? (1 point) On peut identifier le citral et la vanilline car il y a deux espèces chimiques appartenant C M L V S à la substance à étudier aui ont migrées à la même hauteur que le citral et la vanilline. 5) Définir le rapport frontal Rf, puis déterminez le rapport frontal du limonène. (2 points) Le rapport frontal est la distance parcourue par l’espèce chimique à étudiée divisée par la distance parcourue par l’éluant. Pour le limonène : Rf=2,5 / 4,2 =0,6 Le rapport frontal du limonène est de 0,6.
