Terminales S Spécialité Physique III Étude expérimentale d'oscillations électriques (5points) Un générateur basse fréquence de résistance interne négligeable, délivre une tension en créneaux variant de 0 à 4V, dont l'allure est représentée ci-dessous. A Condensateur. Le générateur précédent est associé, en série avec une résistance de 100 et un condensateur de capacité C. A1) Représenter sur un schéma, les connexions permettant d'observer, simultanément, sur un oscilloscope, la tension condensateur, uc(t) et la tension, uR(t), aux bornes de la résistance. Représenter l'intensité i(t) dans le circuit et les tensions aux bornes des composants du circuit. A2) Calculer l'intensité du courant dans le circuit à t=0s (début d'un créneaux de tension), le condensateur étant alors totalement déchargé. A3) A partir de l'oscillogramme ci-dessous, déterminer la constante de temps, , du circuit; en déduire la capacité du condensateur. Tension en V 4 3 2 1 temps 0.001 0.002 0.003 en s 0.004 B Bobine Le condensateur est remplacé par une bobine de résistance négligeable et d'inductance L=0,1H. B1) Représenter, sur un schéma toutes les tensions dans le circuit et l'intensité du courant qui le traverse. B2) Etablir l'équation différentielle de l'intensité du courant dans le circuit entre t=0ms et t=20ms. B3) Montrer que i=A+ Be-t/ est solution de l'équation précédente, déterminer A, B et ; écrire la solution définitive. B4) Représenter l'allure du courant dans le circuit entre 0 et 40 ms. C circuit oscillant. Le circuit comprend cette fois, le générateur basse fréquence, le condensateur, la bobine et la résistance, tous montés en série. La tension résistance observée aux bornes d'un oscilloscope a l'allure ci-dessous. Chimie spécialité Lundi 19 Mars Loubet 2007 Terminales S Spécialité Physique u en V 3 2 1 t en s 0.005 0.01 0.015 0.02 -1 -2 C1) Mesurer, de façon la plus précise possible, la pseudo-période des oscillations. C2) Rappeler l'expression de la période des oscillations d'un circuit {RLC}; la valeur expérimentale est-elle en accord avec les caractéristiques du circuit? C3) Que se passerait-il si l'on augmentait beaucoup la résistance? Représenter alors l'allure de l'intensité i(t). Chimie spécialité Lundi 19 Mars Loubet 2007 Terminales S Spécialité Physique Dosage des ions argent sur un papier photographique Le papier photographique noir et blanc est recouvert d'une émulsion constituée de cristaux de bromure d'argent en suspension dans la gélatine. On souhaite déterminer la quantité d'ions argent présents par unité de surface. A Extraction des ions argent L'émulsion Plusieurs étapes sont nécessaires. • Une feuille de papier photographique, de surface 1,0 dm2 et découpée en petits morceaux, est introduite dans une solution de thiosulfate de sodium, 2Na+ + S2032-. On obtient alors l'ion complexe [Ag(S203)3]5• Pour extraire les ions argent de la solution, on ajoute une solution de sulfure de sodium, 2Na+ + S2-. On observe alors la formation d'un précipité marron noirâtre de sulfure d'argent, que l'on récupère. • Le précipité est ensuite traité par une solution concentrée d'acide nitrique. On obtient ainsi une solution S de nitrate d'argent. A1. Écrire l'équation de formation de l'ion complexe [Ag(S 203)3]5- et donner l'expression de sa constante d'équilibre. A2. Quelle est la formule du sulfure d'argent ? Comment peut-on le récupérer ? B. Principe du titrage des ions argent Deux réactions successives se produisent • Réaction (1) : les ions argent réagissent avec les ions thiocyanate SCN - pour former un précipité blanc de thiocyanate d'argent. • Réaction (2) : les ions fer(III) réagissent avec les ions thiocyanate pour former un complexe rouge [Fe(SCN)]2+. Cette seconde réaction a lieu lorsque presque tous les ions argent ont réagi avec les ions thiocyanate. B3. Écrire les équations des réactions (1) et (2). B4. Comment montrer expérimentalement que la réaction (2) se déroule après la réaction (1) ? B5. Élaborer un protocole opératoire permettant le titrage des ions argent. Quel est l'indicateur de fin de réaction ? Comment repère-t-on le passage par l'équivalence ? C. Titrage des ions argent On réalise le titrage de la solution S en présence d'ions fer(III) par une solution de thiocyanate de sodium de concentration C' = 1,0. 10-2 mol -L-1. L'équivalence est obtenue pour un volume Ve=13,1 mL. C6. Faire un schéma légendé du dispositif de dosage. C7. Déterminer la quantité d'ions argent dans la solution S, puis la quantité d'ions argent par unité de surface de papier photographique. Chimie spécialité Lundi 19 Mars Loubet 2007