Devoir Maison correction

Devoir Maison correction
Exercice 1 :
Un comprimé d'aspirine effervescente contient, entre autres composants, de l'acide
acétylsalicylique C
9
H
8
O
4
, de l'acide citrique C
6
H
8
O
7
et de l'hydrogénocarbonate de sodium
NaHCO
3
. L'hydrogénocarbonate de sodium est un solide ionique.
1. La demi-équation relative à l'acide acétylsalicylique lors de sa dissolution dans l’eau
est
C
9
H
8
O
4
+ H
2
O = C
9
H
7
O
4
-
+ H
3
O
+
2. Une autre espèce amphotère est par exemple l’eau ou l’acide sulfurique
3. Les demi-équations acido-basiques mettant en jeu l'ion hydrogénocarbonate sont :
HCO
3
-
+ H
+
= CO
2
+ H
2
O
CO
3
2-
+ H
+
= HCO
3
-
4. La réaction se produisant entre l'acide acétylsalicylique et l'ion hydrogénocarbonate
est une réaction acide base
Son équation est
C
9
H
8
O
4(aq)
+ HCO
3
-
(aq)
 CO
2(g)
+ H
2
O + C
9
H
7
O
4
-
(aq)
On parle d’aspirine effervescente car il y a un dégagement gazeux
5. La quantité d'ion hydrogénocarbonate nécessaire pour réagir avec la totalité de l'acide
acétylsalicylique contenu dans ce comprimé est :
n (HCO
3
-
) = n(C
9
H
8
O
4
) = 1,8.10
-3
mol si on fait un tableau d’avancement
La masse d'hydrogénocarbonate de sodium correspondant sera alors
n( NaHCO
3
) = n (HCO
3
-
)  m( NaHCO
3
) = n (HCO
3
-
) / M(NaHCO
3
) = 0,151g
car NaHCO
3
 Na
+
+ HCO
3
-
Exercice 2 :
On souhaite préparer un volume V
1
= 100,0 mL de solution S, de sulfate de zinc de
concentration molaire
C
1
= 1,5 x 10
-2
mol.L
-
' en soluté apporté ZnSO
4
,7H
2
O.
1. Cf cours , la masse à prélever étant de 0,43g
2. Les concentrations molaires effectives des ions présents en solution sont
[Zn
2+
] = [SO
4
2-
] = C
1
= 1,5.10
-2
mol.L
-1
Car ZnSO
4
,7H
2
O
(s)
Zn
2+
(aq)
+ SO
4
2-
(aq)
+ 7H
2
O.
3. La concentration molaire C
2
de soluté apporté dans une solution S
2
d'acide
sulfurique dans laquelle la concentration en ions sulfate a la même valeur que
dans la solution S
1
sera alors égale à , si on tient compte de l’équation de
dissolution de l’acide
H
2
SO
4(l)
 2H
+
(aq)
+ SO
4
2-
(aq)
[SO
4
2-
]
2
= [SO
4
2-
]
1
 C
2
= C
1
= 1,5 x 10
-2
mol.L
-
'
La concentration en ions i hydrogène H
+
(aq)
dans la solution S
2
est [H
+
] = C
2
/ 2 =
3,0 x 10
-2
mol.L
-
'
Exercice 3 :
Pour étudier les mouvements des sportifs, on utilise très souvent la chronophotographie.
Le dessin ci-contre reproduit celle du swing réalisé par un golfeur. La durée entre deux
prises de vue consécutives est de 20 ms. Les positions successives de la tête du club sont
repérées par des points. Les points P
10
à P
13
sont situés dans le plan de la feuille.
1. L'échelle de représentation du document est de 2,3 cm pour 1m soit 1/43 ième
2. La vitesse de la tête du club lors de sa descente augmente au cours du temps
3. En effet la distance entre 2 pts consécutifs augmente pour un même intervalle de temps
entre 2 pts (sinon nous ne pourrions rien déduire)
4. La valeur de la vitesse instantanée du club lors de son passage en position P
12
est
V
P12
= 35 m.s
-1
5. Représenter, à une échelle à préciser, le vecteur vitesse instantanée en ce point  Cf
Cours
Exercice 4 : Les aventures d’une valise.
1)- Faire le bilan des forces extérieures exercées sur la valise.
- Référentiel d’étude : le toboggan référentiel terrestre supposé galiléen
- Bilan des forces : On peut considérer que la valise est soumise à trois forces : le
poids , la réaction perpendiculaire au support et la force de frottement
.
- Caractéristiques des différentes forces :
Force
Point
d’application G Centre C de la surface de contact
Centre C de la
surface de contact
Direction Verticale passant
par G
Perpendiculaire
au support
Direction
du support
Sens Haut vers bas Du support
vers le haut
Opposé
au mouvement
Valeur P = m.g R = f =
3)- Travaux effectués par les différentes forces au cours du déplacement AB :
- Travail du poids sur le chemin AB :

- Travail de la réaction du support sur le chemin AB :
- Travail de la force de frottement sur le chemin AB.
4)- Le travail du poids est moteur, le travail de la réaction est nul et le travail de
la force de frottement est résistant.
5)- Relation entre les forces extérieures exercées sur la valise
La valise est animée d’un mouvement rectiligne uniforme. D’après la réciproque du
principe de l’inertie, la somme vectorielle des forces extérieures appliquées à la
valise est égale au vecteur nul.
En conséquence, le travail de la résultante des forces extérieures est nul.
6)- Quel est le travail de la résultante des forces extérieures exercées sur la valise ?
En conséquence, le travail de la résultante des forces extérieures est nul.
7)- Travail de la force de frottement :
- Valeur de la force de frottement :