Devoir Maison correction

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Exercice 1 :
Un comprimé d'aspirine effervescente contient, entre autres composants, de l'acide
acétylsalicylique C9H8O4, de l'acide citrique C6H8O7 et de l'hydrogénocarbonate de sodium
NaHCO3. 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
C9H8O4 + H2O = C9H7O4- + H3O+
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 :
HCO3- + H+ = CO2 + H2O
CO32- + H+ = HCO34.
La réaction se produisant entre l'acide acétylsalicylique et l'ion hydrogénocarbonate
est une réaction acide base
Son équation est
C9H8O4(aq) + HCO3- (aq) CO2(g) + H2O + C9H7O4-(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 (HCO3-) = n(C9H8O4) = 1,8.10-3mol si on fait un tableau d’avancement
La masse d'hydrogénocarbonate de sodium correspondant sera alors
n( NaHCO3) = n (HCO3-) m( NaHCO3) = n (HCO3-) / M(NaHCO3) = 0,151g
car NaHCO3 Na+ + HCO3-
Exercice 2 :
On souhaite préparer un volume V1 = 100,0 mL de solution S, de sulfate de zinc de
concentration molaire
C1 = 1,5 x 10-2 mol.L-' en soluté apporté ZnSO4,7H2O.
1. Cf cours , la masse à prélever étant de 0,43g
2. Les concentrations molaires effectives des ions présents en solution sont
[Zn2+] = [SO42-] = C1 = 1,5.10-2mol.L-1 Car ZnSO4,7H2O(s) Zn2+ (aq) + SO42-(aq) + 7H2O.
3.
La concentration molaire C 2 de soluté apporté dans une solution S2 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) + SO42-(aq)
[SO42-]2 = [SO42-]1 C2 = C1 = 1,5 x 10-2 mol.L-'
La concentration en ions i hydrogène H+(aq) dans la solution S2 est [H+] = C2 / 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 P10 à P13 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 P12 est
VP12 = 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
Direction
Verticale passant
par G
Sens
Haut vers bas
Valeur
P = m.g
Centre C de la
surface de contact
Perpendiculaire
au support
Du support
vers le haut
R=
Centre C de la
surface de contact
Direction
du support
Opposé
au mouvement
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
la force de frottement
est moteur, le travail de la réaction
est nul et le travail de
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 :