Aurélie 12/09/06
d'après concours adjoint technique de recherche et formation, préparateur en chimie

( Bourgogne 2005)


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Nomenclature : réponses écrites en bleu.
  1. Ecrire les symboles chimiques des éléments suivants : fluor ( F) ; mercure ( Hg ) ; iode (I) ; cuivre (Cu) ; arsenic ( As) ; nickel (Ni).
  2. Donner les noms des éléments et des produits chimiques correspondant aux symboles ou aux formules brutes suivantes :
    C6H6 benzène ; Xe : xénon ; Cs : scandium ; Cu(OH)2 : hydroxyde de cuivre II ; W : tungstène ; CH3COOH : acide éthanoïque ou acétique.
  3. Ecrire les formules chimiques des composés ou des ions suivants :
    eau oxygénée H2O2 ; amonium NH4+ ; sulfite SO32- ; butanal : CH3-CH2-CH2-CHO ; sulfate SO42- ; butan-2-one : CH3-CO-CH2-CH3.
  4. Ecrire l'équilibre acido-basique du couple hydrogénocarbonate / carbonate.
    HCO3- = H+ + CO32-.

Analyse qualitative par voie chimique :
  1. Caractérisation des halogènes : l'analyse d'un halogène noté X peut être basée sur la précipitation de l'halogénure d'argent, produit par l'addition de nitrate d'argent.
    - Quelle est la formule du nitrate d'argent ? AgNO3.
    - Quelle est la formule de l'halogénure d'argent ? AgX.
    - Ecrire la réaction de précipitation entre X- et le nitrate d'argent : X- + Ag+ --> AgX (s).
    - En supposant que le produit obtenu soit le chlorure d'argent, quelle est la couleur du précipité ? blanc qui noirçit à la lumière.
    - Le chlorure d'argent est soluble dans l'ammoniaque. vrai ou faux sans justifier.
  2. Analyse fonctionnelle : répondre vrai ou faux en justifiant brièvement.
    - Un acide carboxylique tel que l'acide benzoïque ( formule C6H5COOH) est soluble dans la soude. vrai
    La réaction acide base conduit au benzoate de sodium C6H5COO - Na+, entièrement ionisé, donc soluble dans un solvant polaire comme l'eau.
    - L'eau et l'éther sont miscibles si la température est supérieure à 37°C. faux
    A cette température l'ether est un gaz, insoluble dans l'eau.

    - Les cétones peuvent être caractérisées par la 2,4-dinitrophénylhydrazine. vrai
    formation d'une hydrazone, solide jaune, caractéristique du groupe carbonyle des aldehydes et cétones.

    - L'acidité est un critère suffisant pour caractériser les acides carboxyliques. faux . L'acidité ( pH<7 à 25°C ) met en évidence un milieu acide, acide minéral ou acide carboxylique.

Préparation d'une solution
  1. Vous devez préparer 100 mL d'une solution aqueuse de sulfate de cuivre II de concentration 0,1 mol/L à partir de CuSO4 pentahydraté.
    - Donner la formule brute de CuSO4 pentahydraté et calculer sa masse molaire ( Cu : 63,5 ; S : 32 ; H : 1 ; O : 16 g/mol)
    CuSO4 , 5H2O ; M = 63,5+32+4*16+5*18 = 249,5 g/mol.
    - Donner l'expression de la masse de CuSO4 pentahydraté en fonction du nombre de moles et de la masse molaire. Indiquer les unités.
    masse (g) = quantité de matière (mol) * masse molaire (g/mol).
    - Quelle est la masse de CuSO4 pentahydraté nécessaire pour préparer la solution ?
    quantité de matière (mol) = volume solution (L) * concentration (mol/L) = 0,1*0,1 = 0,01 mol
    masse 0,01*249,5 = 2,5 g
    .
    - Faire la liste du matériel et de la verrerie nécessaire pour cette préparation.
    balance de précision, coupelle de pesée, spatule, bécher, pisette + eau distillée, fiole jaugée 100 mL, agitateur magnétique.
    - Décrire le mode opératoire complet.
    pesée de 2,5 g de solide ; dissoudre dans un bécher conteant de l'eau distilée ; placer dans la fiole jaugée ; rincer le bécher ; compléter la fiole jaugée jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée ; agiter pour rendre homogène.
  2. Un décapant contient de l'HCl. On le dilue 100 fois et on dose 10 mL de la solution diluée par une solution de NaOH de concentration 0,01 mol/L. L'équivalence est obtenue pour un volume de 13,1 mL ( Cl : 35,5 ; H : 1 g/mol).
    - Le décapant est-il très acide ou faiblement acide ? Justifier brièvement.
    Le volume de la prise ( 10 mL) et le volume de soude à l'équivalence sont voisins, donc les concentrations de la soude et de l'acide dilué sont proches. HCl dans le décapant à une concentration proche de 1 mol/L : donc très acide.
    - Quel est l'équation bilan du dosage ?
    H3O+ + HO- = 2H2O ou HCl + NaOH = NaCl +H2O.
    - Déterminer la concenration molaire de la solution diluée à l'équivalence.
    CaVa = CbVb soit Ca = CbVb / Va =0,01*13,1 / 10 = 0,0131 mol/L.
    - En déduire la concentration molaire et massique de l'acide du décapant.
    C= 100*0,0131 = 1,31 mol/L ; masse molaire HCl :M= 36,5 g/mol ;
    concentration massique (g/L) = masse molaire (g/mol) * concentration molaire (mol/L) = 1,31 *36,5 = 47,8 g/L
    .
    - Quelles précautions doit-on prendre pour manipuler le décapant ?
    port de blouse, gants et lunette de protections.
    - Un étudiant reçoit une projection de décapant sur la main, que faîtes-vous ?
    Laver à grande eau.
  3. Sur un flacon d'alcool benzilique, on peut lire l'indication suivante d= 1,04.
    - Que représente d ?
    densité de cet alcool par rapport à l'eau.
    - Quelle est la masse volumique de l'alcool benzilique ?
    1,04 g/cm3 ou 1040 kg m-3.
  4. Le dihydrogénophosphate de sodium NaH2PO4 possède des propriétés acide et basique en solution aqueuse. Justifier en écrivant les équations bilan.
    H2PO4- acide du couple H2PO4- / HPO42- : H2PO4- = HPO42- + H+
    H2PO4- base du couple H3PO4 / H2PO4- : H3PO4 = H2PO42- + H+



Sécurité
  1. Compléter les phrases suivantes en choisissant une ou plusieurs réponses :
    - Certains composés présentent un risque d'incendie parce qu'il peuvent être : carburants, volatils, comburants, ininflammables.
  2. Les extincteurs doivent être révisés périodiquement. Quelle est cette périodicité ? tous les 5 ans, annuelle, semestrielle, trimestrielle.
  3. Indiquer le principal risque lié au produits suivants : dérivés du mercure (très toxique) ; brome (toxique et irritant), tétrachlorométhane (vapeurs nocives) ; chloronitrobenzène (cancèrogène pour l'homme).
  4. Parmi les règles de sécurité concernant les bouteilles de gaz sous pression décrites ci-dessous, quelles sont celles à respecter lorsqu'on les manipule ?
    - Vider entièrement la bouteille.
    - La bouteille doit être fixée solidement au mur.
    - Pour déplacer la bouteille, utiliser un diable.
    - Graisser le détendeur d'un bouteille d'oxygène.
  5. Répondre par vrai ou faux sans justifier :
    - L'eau de Javel libère du chlore en milieu acide. vrai.
    - Les solvants chlorés ne doivent pas être mis en présence d'une base. vrai (Le trichloréthylène réagit avec la soude suffisamment concentrée en donnant du dichloracétylène, gaz instable, toxique, inflammable )
    - Le contact entre de l'acide nitrique concentré et la propanone est explosif. vrai
    - Les peroxydes organiques sont stables. faux.
    - L'acide perchlorique peut être stocké avec des composés organiques. faux.
    - Les métaux alcalins ( lithium, sodium, potassium ) réagissent violemment avec les composés organiques chlorés ( CHCl3, CCl4).vrai
    - Le point d'éclair rend compte de l'inflammabilité d'un composé. vrai
    - L'acide propanoïque a une odeur désagréable. vrai


Réactions chimiques

 

  1. Compléter les réactions chimiques en donnant les formules de A, B, C et D. Retrouvez le nom de chaque réaction parmi la liste suivante : substitution, addition, hydratatation, et estérification.

  2. Equilibrer la réaction de combustion suivante : C2H2+2,5O2 --> 2CO2 + H2O


Techniques analytiques
  1. Citez le nom des techniques analytiques suivantes :
    - Opération qui consiste à séparer les particules solides qui se trouvent dans un liquide :
    décantation.
    - Procédé permettant la séparation de deux liquides non miscibles de densités différentes :
    extractionpar solvants.
    - Méthode de séparation des constituants d'un mélange liquide homogène :
    chromatographie.
  2. Technique de la recristallisation :
    - A quoi sert une recristallisation ?
    purification.


    - Sur quel principe est-elle basée ?
    différence de solubilité, à chaud et à froid ,dans les solvants du corps à purifier et des impuretés.
    - Quelles sont les différentes étapes d'une recristalisation ?
    Choix du solvant : le solide à purifier ne doit pas réagir avec le solvant ; la solubilité du produit à purifier doit être élevée dans le solvant chaud et faible dans le solvant froid ; les impuretés organiques doivent être solubles dans le solvant à froid.
    Dissoudre le solide (impur) à chaud dans le minimum de solvant.
    Laisser refroidir ( les cristaux se forment)
    Filtration sous pression réduite et séchage
    .

    - Le point de fusion des cristaux purifiés est-il plus élevé ou moins élevé que celui du solide de départ ?
    plus élevé. La température de début de fusion des cristaux impurs est inférieure à la température de fusion du produit pur.


Electricité :

- Quelle relation relie la tension à la résistance électrique et l'intensité. Indiquer les unités. Quel nom porte cette relation ?
Loi d'Ohm pour un résistor : U(V) = R(W) I (A).
- En électricité, quel symbole utilise-t-on pour désigner une pile, la terre, un fusible, la masse, un courant alternatif , un condensateur ?


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