Aurélie 17/06/10
 

 

concours technicien chimiste Caen 2010.





Indiquer les formules chimiques des composés ci-dessous :
permanganate de potassium, sulfate de magnésium heptahydraté, pentoxyde de vanadium(V).
KMnO4, MgSO4,7H2O, V2O5.
Donner les formules semi-développées des composés ci-dessous :
hexanoate de butyle, acide paratoluène sulfonique, N,N-diméthylaniline.


Donner le nom des composés ci-dessous :

hydrogénophosphate de sodium ; nitrite de potassium ; hydroxyde de calcium ; 3-méthylbut-2-ènal ; cyclopentanone.



Le phénomène d'eutrophisation des eaux est dû aux adjuvants des détergents ;
- polyphosphates ( vrai )
- savons
- silicates
- perborates
A quoi correspond le phénomène d'eutrophisation et quelles en sont les conséquences ?
Ce phénomène est la modification et la dégradation d'un milieu aquatique,conséquence d'un apport excessif de substances nutritives ( azote, phosphore ) ; la production d’algues et de plantes aquatiques est accrue.
Conséquences :  diminution de la biodiversité et de la qualité de l'eau, augmentation du volume d'algues, odeur désagréable, envasement plus rapide.

 

 Un savon comporte une chaîne carbonée et une fonction carboxylate de sodium.
- la chaîne carbonée est hydrophile, lipophile, amphiphile ?
- Quel est le rôle de la fonction carboxylate de sodium ?
Le groupe carboxylate est la partie hydrophile.
- Que deviennent les savons rejetés dans les eaux usées ?
Le savon fabriqué avec des corps gras naturels a un impact réduit sur l'environnement.
Le savon de Marseille ( préparé avec de l'huile d'olive et de la soude ) est totalement biodégradable.
Les savons industriels contiennent des additifs plus ou moins polluants, difficiles à dégrader.

Certains gaz forment des mélanges explosifs avec l'air. Donner les formules chimiques de chaque gaz et indiquer le risque d'explosivité.
- ammoniac : NH3,
pas de risque sérieux d'incendie ou d'explosion,  les mélanges ammoniac - air étant difficiles à enflammer
- argon : Ar, l’argon n’est pas dangereux à faible concentration ( l'air contient 0,9 % d'argon )
- dihydrogène H2, le mélange dihydrogène air est explosif pratiquement en toute proportions
- dioxygène : O2, pas de risque d'explosion, mais risque accru d'inflammation des combustibles mis en contact aved le dioxygène
- hélium : He, pas de risque d'explosion
- chlorure d'hydrogène : HCl, Le chlorure d’hydrogène est un composé ininflammable et inexplosible.
Mais
en présence d’eau, son action corrosive sur de nombreux métaux s’accompagne d’un dégagement d’hydrogène :  le chlorure d’hydrogène est une source secondaire d’incendies et d’explosions.

Certains composés chimiques peuvent être présents à température ambiante sous forme de vapeurs dangereuses à inhaler.
Donner la formule brute de chacun et le risque de toxicité.
- Benzène : C6H6, une exposition de cinq à dix minutes à un taux de benzène dans l'air de 2 % environ suffit pour entraîner la mort.
- brome : Br2, très toxique par inhalation
- diazote : N2, aucun risque ( près de 80% de l'air )
- dichlorométhane : CH2Cl2, le contact prolongé avec la peau peut provoquer des irritations ou des brûlures.
- hélium : He, une inhalation d'une grande quantité en une seule fois, produit une légère asphyxie.
- nitrate d'ammonium NH4NO3, après inhalation de poussières, toux et maux de tête, eu toxique mais c'est un comburant donnant des réactions violentes avec des composés organiques réductibles.

Parmi les couples de composés chimiques ci-dessous, certains ne doivent pas être stockés dans une même armoire.
Indiquer lesquels et expliquer le risque.
- sulfate de magnésium et soude caustique
- acide sulfurique à 98% et potasse : réaction acide base très exothermique.
- acide chlorhydrique à 35 % et cyanure de potassium :  la réaction donne un gaz, HCN, très toxique.
- eau oxygéné à 110 volumes et hydrazine : réaction d'oxydoréduction violente entre un comburant et un carburant.
- eau de javel et chlorure de potassium
- toluène et nitroméhtane






Quels sont les différents types d'extincteurs susceptibles d'^etre présents dans un laboratoire de chimie ?
Les feux sont classés en 4 classes: A : feux de solides ; B : feux de liquides ; C : feux de gaz ; D : feux de métaux. On y ajoute les feux d'origine électrique E.

agent extincteur
type de feux
A
B
C
D
E
eau pulvérisée
x




eau pulvérisée avec additif AFFF
x
x



poudres BC
x
x
x


oudres ABC
x
x
x


poudre spéciale



x

dioxyde de carbone


x

x

Que faire devant un collègue ayant des vétements en feu ?
devant un collègue ayant les vétements en feu : le couvrir d'une couverture pour étouffer le feu.
Vous constatez qu'un étudiant dans votre laboratoire est allongé sur le sol en contact probable avec un conducteur électrique, comment devez-vous réagir ?
Couper le courant, appeler les secours.
Vous manipulez de l'azote liquide pour le transvaser d'un conteneur isotherme à un autre.
- Quelle est la température approximative de ce liquide ? -196 °C.
Pourquoi observe t-on des vapeurs blanches lors du transvasement ?
La vapeur d'eau se transforme en glace.
Quels sont les risques encourus lors de cette manipulation et quelle précautions faut-il prendre ?
Risque de brûlures par le froid  : port de gros gants isolants, de pantalon, blouse, souliers fermés ;
- risque d'anoxie par manque d'oxygène ( ventilation de l'espace où l'azote liquide est utilisé ).

La composition volumique moyenne de l'air sec peut être considérée comme suit : diazote : 78,03 %, dioxygène : 20,99 %, argon : 0,94 %,  dioxyde de carbone : 0,03 % et 0,01 % d'autres gaz rares.
Citer les gaz rares potentiels.
l'hélium, le néon, le krypton, le xénon et le radon.
En considérant l'air et ses composants comme des gaz parfaits, calculer la masse molaire de l'air ( Vm = 22,4 L mol-1 ; négliger le 0,01% d'autres gaz rares ).
M = 0,7803 *28 + 0,2099 *32 + 3 10-4 *44 + 9,4 10-3 *40 =21,8484 +6,7168 +0,0132 +0,376 =28,95 ~29 g/mol.
En supposant que l'on sache séparer parfaitement chaque composant de l'air, quel volume d'air doit-on traiter pour obtenir 1 m3 d'argon ?
1 / 9,4 10-3 = 106 m3 d'air.
On comprime l'argon ainsi isolé dans un conteneur en acier de 50 L. Quelle est la pression à l'intérieur du conteneur et la masse de gaz correspondante ?
Quantité de matière d'argon : n = V/Vm = 1000/22,4 = 44,64 mol
Masse d'argon : m = n M = 44,64 *40 = 1786 g ~ 1,8 kg.
Loi des gaz parfaits : P = nRT/ V = 44,64 *8,32*273 / 0,05 =2,0 106 Pa ~20 bar.











Exprimer les unités suivantes en puissance de 10 par rapport aux unités du système international ( mètre, kilogramme, seconde).
- hectolitre : 100 L ou 0,1 m3.
- millilitre : 10-3 L = 10-6 m3.
- nanomètre : 10-9 m.
- microgramme : 10-6 g = 10-9 kg.
- picoseconde : 10-12 s. - heure = 3600 s.
Un chauffe ballon alimenté sous une tension  de 225 V est parcouru par un courant de 0,75 A.
Combien vaut la résistance électrique de cet appareil ?
R = U / I = 235 /0,75 = 3,13 102  ~
3,1 102 ohms.
Quelle est la puissance électrique consommée ?
P = U I = 235*0,75 = 176 W ~1,8 102 W.

Dans l'eau, à 25°C, le produit de solubilité de l'hydroxyde de magnésium Ks vaut  6 10-12.
Ecrire la relation liant Ks aux concentrations des ions en solution. En quelle unité s'exprime Ks ?
Ks = [Mg2+aq][HO-aq]2, constante sans unité, qui ne dépend que de la température.
Quelle masse d'hydroxyde de magnésium peut être dissoute dans un litre d'eau pure ?
Mg(OH)2 (s) =
Mg2+aq + 2HO-aq.
On pose s =
[Mg2+aq] ; la solution est électriquement enutre : 2 [Mg2+aq] = [HO-aq] = 2 s.
Ks = [Mg2+aq][HO-aq]2 = s (2s)2 = 4 s3 ; s = [ Ks/ 4]1/3 = [ 6 10-12/ 4]1/3 =1,145 10-4 mol/L
masse  : s M =
1,145 10-4 ( 24,3 +2*17) = 6,676 10-3 ~6,7 10-3 g.
Quelle masse d'hydroxyde de magnésium peut être dissoute dans une solution aqueuse centimolaire de chlorure de magnésium ?
[Mg2+aq] = s' + 0,01  ~0,01 mol/L.
Ks = [Mg2+aq][HO-aq]2 = 0,01 (2s')2 =0,04 s'2 ;
s' =
[ Ks/ 0,04]½= [ 6 10-12/ 0,04]½ =1,225 10-5 mol/L ( l'approximation faite est justifiée )
masse  : s' M = 1,225 10-5 ( 24,3 +2*17) ~ 7,1 10-4 g.









menu