1S DEVOIR SURVEILLE N°10 Durée 1H NOM

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1S
DEVOIR SURVEILLE N°10
Durée 1H
NOM………………………………………..………………….
Répondre sur la photocopie. Les formules et lois utilisées seront indiquées. Le professeur ne répondra pas à vos questions durant le DS.
CHIMIE
I)Synthèse d’un arôme (sur 10 pts)
L'arôme de la menthe est en grande partie due à la menthone. La
menthone peut être synthétisée à partir du menthol, par action
d'un oxydant comme les ions permanganate. Cette
transformation fait intervenir les couples oxydant / réducteur :
C9H18CO (aq) / C9Hl8CHOH (aq) et MnO4- (aq) /Mn2+ (aq).
1)
a) Quel groupe caractéristique possède le menthol ?
Le menthol possède le groupe caractéristique appelé
groupe ………………………………..
b)
À quelle famille appartient-il ? Préciser éventuellement la
classe (sans justifier).
Le menthol appartient à la famille des ………………………………………
Sa classe est :………………………………………………………………….
2) Mêmes questions pour la menthone.
La menthone possède le groupe caractéristique appelé groupe ………………………………..
La menthone appartient à la famille des ………………………………………
3)
a)
Comment s'appelle la transformation du menthol en menthone ?
La transformation du menthol en menthone est appelée…………………………
b)
………………………..
Quels sont les réactifs nécessaires ?
Les réactifs nécessaires sont :…………………………… et …………………………(en présence d’H+).
c)
Ecrire les demi-équations électroniques (dans le sens où elles ont lieu) sachant qu’on travaille en
milieu acide.
(………………………………………………………=……………………….………………………………)x….
d)
( …......MnO4 - .....…..H + + ….......eÉcrire ensuite l'équation de la réaction.
=…........…Mn
2+
+ …...…H2O
)x….
……………………………………………………→…………………………………………………
e)
Décrire les 2 tests à effectuer pour montrer à quelle famille de composés appartient la menthone.
Préciser les observations faites lors de chaque test.
Tests à réaliser
Observations et conclusions
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4) La synthèse est réalisée avec 2,00 g de menthol.
NOM………………………………………..………………….
a) A l’aide d’un tableau d’avancement (tableau en mol), déterminer le volume V de solution de
permanganate de potassium à c=0,320 mol.L-1 nécessaire pour réaliser cette synthèse.
Quantités de matière initiale de menthol : n(C9H18CHOH)
n(C9H18CHOH) =
Equation de la réaction :
Etat du
système
Initial
Avance
ment x
Intermédi
aire
Final
x
+
n(……………)
0
MnO4
-
-
n(MnO4 )
H+ →
+
n(……)
+
+
n(……………) n(………) n(………)
n(MnO4-)i
xmax
Détermination de l‘avancement maximal : xmax
Quantités de matière initiale nécessaire d’ions permanganate : n(MnO4-)i
Volume de solution de permanganate de potassium nécessaire : V
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PHYSIQUE
II): Pont de résistances (sur 6 pts)
Un générateur, de force électromotrice E = 12 V et de résistance interne négligeable (ainsi UPN=E), est utilisé
pour alimenter le « pont de résistances » représenté sur le
schéma ci-contre.
Données :
R1 = 20 
R2 = 5,0 
R3 = 15 
R4= 60 .
1) Sur le schéma, indiquer en rouge les sens des
courants : I débité par le générateur, I1 dans la branche
ADC et I2 dans la branche ABC.
2) Calculer la résistance équivalente Req à l’ensemble des résistances ainsi montées.
3) En déduire l'intensité I du courant débité par le générateur.
4) Donner la valeur de la tension UAC.
UAC=
5) Déterminer les intensités Il et I2 des courants qui circulent respectivement dans les branches ADC et
ABC.
Détermination de I1 :
Détermination de I2 :
6) En déduire la tension aux bornes de chacun des 4 conducteurs ohmiques.
Aux bornes de R1 : UAD =
Aux bornes de R2 : UAB =
Aux bornes de R3 : UBC =
Aux bornes de R4 : UDC =
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NOM………………………………………..………………….
7) Calculer les puissances électriques consommées par chacun des 4 conducteurs ohmiques.
P1=
P3=
P2=
P4=
8) Déterminer la puissance électrique fournie par la générateur.
PG=
9) Vérifier ensuite la conservation de la puissance électrique pour ce circuit.
III): Utilisation d’un électrolyseur (sur 4 pts)
Voici la caractéristique d’un électrolyseur contenant une solution de chlorure de sodium. Pour une tension
UAB inférieure à 2,6V, l’intensité du courant en nulle. Pour une tension U AB supérieure à 2,6V, on observe un
dégagement gazeux sur les électrodes.
4,00
U(V)
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
I(mA)
I(mA)
2
5
10
19
30
40
50
60
70
80
90
100
U(V)
2,75
2,85
2,95
3,10
3,20
3,27
3,35
3,42
3,50
3,56
3,63
3,70
0,00
0
20
40
60
80
100
120
1) Sur un certain domaine de fonctionnement, la caractéristique est une droite.
a) Donner l’expression de la caractéristique UAB en fonction de I pour un électrolyseur de force contre
électromotrice E’ et de résistance interne r’.
UAB =
b) Déterminer graphiquement la valeur de la force contre électromotrice E’ de l’électrolyseur.
E’=
c) Déterminer la résistance interne r’de l’électrolyseur (méthode graphique ou calcul).
2) Pour une tension appliquée UAB de 3,5V :
a) Déterminer la puissance électrique Pe consommée par l’électrolyseur.
Pe =
b) Déterminer la valeur du rendement η de cet électrolyseur.
η=