Bac Physique chimie 2ème Groupe S2 S2A S1 S3 S4 S5 2018

 

Une solution aqueuse d'une monoamine primaire saturée $R-NH_{2}$ est obtenue en dissolvant une masse $m=1.47\;g$ de cette amine dans $500\;mL$ d'eau distillée...

 

1.1 Écrire l'équation-bilan de la réaction de l'amine avec l'eau.

 

1.2 Un volume de $20\;mL$ de cette solution est dosé par une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de concentration molaire $Ca=0.1\;mol\cdot L^{-1}.$

 

L'équivalence acido-basique est obtenue pour un volume d'acide $Va=10\;mL.$ 

 

On donne les masses molaires atomiques en $g/mol$ : 

 

$C$ : $12$ ; $H$ : $1$ ; $N$ : $14$

 

1.2.1 Déterminer la formule brute de l'amine.

 

1.2.2 Donner les formules semi-développées possibles et les nommer.

On veut étudier la cinétique de la réaction des ions iodure $I^{-}$ sur les ions péroxodisulfate $S_{2}O_{8}^{2-}$

 

Pour cela, on réalise deux mélanges identiques $A$ et $B$ contenant des solutions de péroxodisulfate de potassium et d'iodure de potassium.

 

Dans le mélange $A$, on ajoute une petite quantité d'une solution contenant des ions $Fe^{2+}.$

 

Les courbes (1) et (2) représentent l'évolution de la quantité de matière du diiode formé en fonction du temps.

 

 

 

2.1 Calculer en $mol\cdot min^{-}$ les vitesses de formation du diiode à $t=0$ dans les deux cas.

 

2.2 Attribuer à chaque mélange la courbe correspondante en justifiant la réponse.

Un acide $\alpha$-aminé a pour formule brute $C_{3}H_{7}O_{2}N.$

 

3.1 Donner son nom dans la nomenclature officielle et ses représentations de Fischer.

 

3.2 Donner la formule semi-développée de l'ion dipôlaire présent dans la solution aqueuse de ce composé et écrire les équations de ses réactions avec l'eau.

Une particule de charge électrique $q$ est animée d'une vitesse $\overrightarrow{v}$ dans un champ magnétique uniforme $\overrightarrow{B}.$

 

4.1 Reproduire les schémas puis représenter le vecteur force magnétique $\overrightarrow{F_{m}}$ subie par la particule dans les cas suivants :

 

 

 

 

 

4.2 On considère que la particule est un proton de vitesse $v=3.50\cdot 10^{6} m\cdot s^{-1}$ et le champ magnétique a pour valeur $B=0.25\;T.$

 

Calculer le rayon $R$ de sa trajectoire.

 

Données : 

 

masse du proton : $m_{p}=1.67\cdot 10^{-27}kg$ ; 

 

la charge élémentaire : $e=1.6\cdot 10^{-19}C$

A la date $t=0$ une particule $\alpha\left(He^{2+}\right)$ pénètre dans un champ électrique uniforme $\overrightarrow{E}$ avec une vitesse initiale $\overrightarrow{v_{0}}$(voir figure). 

 

 

 

Le poids de la particule est négligeable devant la force électrique.

 

Données : 

 

$v_{0}=2.0\cdot 10^{5} m\cdot s^{-1}$ ; 

 

$E=2.0\cdot 10^{3}V\cdot m^{-1}$ ;

 

masse de la particule $\alpha$ : $m=6.7\cdot 10^{-27}kg$ ;

 

charge élémentaire : $e=1.6\cdot 10^{-19}C$

 

Choisir la bonne réponse (l'écrire sur votre feuille de copie)

 

5.1 Le vecteur-accélération de la particule est :

 

$\overrightarrow{a}=-\dfrac{2e\overrightarrow{E}}{m}$ ;

 

$\overrightarrow{a}=\dfrac{e\overrightarrow{E}}{2m}$ ;

 

$\overrightarrow{a}=\dfrac{2e\overrightarrow{E}}{m}$ ;

 

$\overrightarrow{a}=-\dfrac{e\overrightarrow{E}}{2m}$

 

5.2 La particule s'arrête et rebrousse chemin à la date $t$ égale à :

 

$t=2.1\mu s$ ; 

 

$t=2.1\;ms$ ; 

 

$t=1.2\mu s$ ; 

 

$t=0.5\mu s$

Une bobine d'inductance $L=100\;mH$, de résistance $r$ est montée en série avec un résistor de résistance $R=95\Omega$ et un condensateur de capacité $C.$ 

 

Le dipôle ainsi constitué est alimenté par un $GBF$ qui délivre une tension sinusoïdale de valeur efficace fixée à $U=15V.$

 

En faisant varier la fréquence $N$ du $GBF$, on a tracé la courbe représentative de la valeur efficace de l'intensité $I$ du courant en fonction de $N.$ 

 

(figure ci-dessous)

 

 

 

6.1 A quel phénomène correspond le maximum observé sur la courbe ?

 

6.2 Déterminer la capacité $C$ du condensateur et la résistance $r$ de la bobine.

Choisir la bonne réponse (l'écrire sur votre feuille de copie)

 

7.1 Le thorium $_{90}^{230}Th$, radioactif $\alpha$, a pour constante radioactive $\lambda=2.91\cdot 10^{-13}s^{-1}.$ 

 

Son noyau fils est :

 

$^{226}_{88}Ra$ ;

 

$_{89}^{222}Ac$ ;

 

$^{226}_{86}Rn$ ;

 

$_{87}^{223}Fr$

 

7.2 La demi-vie radioactive du Thorium est :

 

$2.02\cdot 10^{-13}s$ ; 

 

$3.43\cdot 10^{12}s$ ; 

 

$4.19\cdot 10^{-13}s$ ; 

 

$2.38\cdot 10^{12}s$

L'énergie d'extraction du Césium est $W_{0}=1.9\;eV.$

 

On éclaire successivement une cathode au Césium d'une cellule photoélectrique avec deux radiations de longueur d'onde $\lambda_{1}=0.45\mu m$ et $\lambda_{2}=0.70\mu m.$

 

8.1 Laquelle des radiations produit l'effet photoélectrique ? 

 

Justifier la réponse.

 

8.2 Calculer la vitesse des électrons émis par la cathode.

 

Données : 

 

Constante de Planck : $h=6.62\cdot 10^{-34}J\cdot s$ ; 

 

$1\;eV=1.6\cdot 10^{-19}J$

 

Célérité de la lumière dans le vide : $c=3\cdot 10^{8} m\cdot s^{-1}$

 

masse électron $m_{e}=9.1\cdot 10^{-31}kg$