Devoir Surveillé 6 EXERCICE 1 : Dosage du dioxyde de soufre On dose un effluent gazeux contenant du dioxyde de soufre à la sortie d’une cheminée industrielle, avant traitement pour rejet à l’air libre. Pour cela on fait barboter un volume de gaz Vg = 10 m3 dans V1 = 250 mL d’eau distillée de façon à dissoudre tous les gaz solubles dans l’eau. La solution obtenue, versée dans un erlenmeyer est dosée par une solution de permanganate de potassium acidifiée de concentration C2 = 1,0.10-3 mol.L-1. Pour atteindre l’équivalence le volume de permanganate versé Ve2 = 18,8 mL. 1. Ecrire l’équation chimique de la réaction modélisant la transformation 2. Déterminer la quantité de matière d’ions MnO4- ajoutés pour atteindre l’équivalence. 3. Donner la relation qui lie la quantité de matière n MnO4-versés et celle de dioxyde de soufre initialement présent dans le mélange réactionnel. à l’équivalence 4. Déterminer la quantité de matière de dioxyde de soufre dans la solution dosée 5. En déduire la masse de dioxyde de soufre contenue dans Vg = 10 m3 d’effluent gazeux EXERCICE 2 : En travaux pratiques, on propose à un binôme d'élèves de réaliser le dosage par conductimétrie d'un détartrant ménager acide (contenant de l'acide sulfamique). Ils dissolvent un sachet de 25,0g dans 1,00L d'eau (solution A), prélèvent une prise d'essai de volume V1=10,0mL, qu'ils versent dans un bêcher, et ajoutent 90,0mL d'eau. Les élèves disposent d'une solution d’hydroxyde de sodium de concentration CB=5,00.10-1mol.L-1. Ils réalisent le dosage conductimétrique et calculent les valeurs de la conductance G de la solution dans le bécher au cours de celui-ci. Enfin, ils tracent le graphe représentant G en fonction du volume de base VB versé. 1. Quelle est l'équation de la réaction de dosage ? 2. Comment, à partir de cette courbe, détermine t-on le point d’équivalence ? 3. Les élèves ont déterminé un volume équivalent VBE=5,31mL de base versé. Déterminer la quantité de matière d'ions hydroxyde HO-(aq) introduits à l'équivalence. 4. En déduire la quantité de matière d'ions oxonium H3O+(aq) contenue dans la prise d'essai de la solution d'acide. Données : masses molaires atomiques : M(N)=14,0g.mol-1; M(O)=16,0g.mol-1; M(S)=32,1g.mol-1. M(H)=1,0g.mol-1; EXERCICE 3 : Un palet de masse M=4,5kg est lancé du point O vers le haut, avec une vitesse initiale V0=4,2m.s-1 suivant la ligne de plus grande pente d'un plan incliné d’un angle α=12° par rapport au plan horizontal. 1. On suppose les frottements négligeables. Quelle est la vitesse V1 du palet lorsqu'il a parcouru la distance d1=OA=2,7m ? 2. Au bout de quelle distance d2=OB la vitesse du palet s'annule-t-elle? 3. L'observation montre que la vitesse du palet s'annule en fait au bout d'une distance d=OC=4,05m. Quelle est la valeur f de la force de frottement f, supposée constante, exercée par le plan sur le palet ? Donnée : intensité de la pesanteur g=9,81N.kg-1. EXERCICE 4 : Tarzan se balance Tarzan s'élance du haut d'un rocher, accroché à une liane tendue. Au plus bas de sa descente, l'altitude de son centre d'inertie G est à 4,0 m au dessous de sa position de départ. On ne tient pas compte des forces de frottements L'altitude z du centre d'inertie est comptée à partir de la position de départ. Pour étudier le mouvement de G, on peut modéliser Tarzan par un objet ponctuel placé en G. 1. 2. 3. 4. 5. Etablir l'inventaire des forces extérieures exercées sur Tarzan après son départ du rocher. Exprimer le travail de chacune de ces forces pour un déplacement depuis la position de départ jusqu'à une position où G est à l'altitude z quelconque. Tarzan quitte le rocher sans vitesse initiale. Calculer sa vitesse lorsqu'il passe par sa position la plus basse ; Dans les mêmes conditions, quelle altitude maximale peut-il atteindre ? A quelle vitesse minimale devrait-il s'élancer pour atteindre le sommet d'un autre rocher, situé à 1,5 m au dessus de la position de départ ? …………….Bonne chance