Aurélie 05/06
d'après concours aide laboratoire Nancy 1997 externe

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optique (25 pts)

 

  1. Une lentille porte l'indication +4
    - Que signifie cette indication ? vergence
    - Quelle unité devrait accompagner cette indication ? dioptrie (d)
    - Cette lentille est-elle convergente ou divergente ? vergence positive, donc lentille convergente.
    - Quelle est la distance focale de cette lentille ?     1/4 = 0,25 m = 25 cm.
    - Construire l'image de l'objet réel AB.

    - Quel est l'appareil modélisé par ce shéma ? loupe ou projecteur de diapositives ( rayer la réponse fausse) dans le cas d'une loupe l'image est virtuelle, droite et plus gande que l'objet.
    - L'objet AB, de hauteur 2 cm est placé à 15 cm à gauche de la lentille L. Cette lentille a une distance focale de 10 cm. A quelle distance de L se forme l'image A'B'. Quelle est la dimension de l'image ?
    formule de conjugaison ( on érit en bleu les grandeurs algébriques) : 1/f ' = 1/    OA'-1/OA avec f ' = 0,1 m ; OA=-0,15 m
    1/    OA' = 1/0,1+1/(-0,15) = 10-6,67 = 3,33 ; OA'= 1/3,33 = 0,3 m

    grandissement : OA' / OA = 0,3/(-0,15) = -2 ; hauteur de l'image : 4 cm
    électricité (20 pts)

- Donner le nom de chaque élément numéroté :
1 : transformateur ; 2 : pont de diode ; 3 : condensateur ; 4 : résistor ; 5 : diode zener ; 6 : ampèremètre ; 7 : rhéostat ; 8 : lampe ; 9 : voltmètre
- Préciser le rôle des éléments :1, 2, 3, 4, 5.
1 : modifie la valeur efficace de la tension alternative ; 2 : pont redresseur : à sa sortie on obtient un courant variable mais qui ne change pas de sens ;
3 : permet d'obtenir une tension continue ; 4 : résistor de protection des diodes ; 5 : permet d'obtenir une tension continue stabilisée.
- Quelle fonction assurent les éléments 1 à 5 ? passage d'une tension alternative 230 V à une tension continue stabilisée de quelques volts.
- Si UAB= 15 V et UAC= 3 V, quelle est la valeur de la tension UCB ?
UCB = UCA + UAB = -UAC + UAB =-3+15 = 12 V.

électromagnétisme (5 pts)

On fait tourner à grande vitesse un disque de laiton dans l'entrfer d'un électroaimant non alimenté.
Que se passe-t-il ? ( souligner la bonne réponse)
- Le disque tourne encore plus vite
- Le disque s'arrêrte puis change de sens.
- Le disque ralentit. (freinage par courant induit de Foucault )
- Le disque se met à osciller avat de s'arrêter

On réalise le circuit ci-contre :

B est une bobine à noyau de fer. On ferme l'interrupteur K et on règle le rhéostat de manière à ce que la lampe s'allume faiblement. On ouvre l'interrupteur brusquement. Que se passe-t-il ? (souliger la bonne réponse)
La lampe s'allume quelques instants puis s'éteint. ( phénomène d'induction)
- Rien ne change.
-L'éclat de la lampe augmente jusqu'à atteindre sa valeur normale.
- La lampe s'éteint immédiatement sans passer par un éclat plus fort.
- La lampe éclaire plus fortement jusqu'à griller.
- La lampe clignote plusieurs fois puis s'éteint.

Matériel de chimie ( 16 pts)
Indiquer le nom des appareils ci-dessous :

1 : bécher ; 2 : erlenmeyer ; 3 : fiole jaugée ; 4 : ballon ; 5 : fiole à vide ; 6 : poire à aspirer ; 7 : éprouvette graduée ; 8 : pipette jaugée ; 9 : pipette graduée ;

10 : burette graduée ; 11 : ampoule à décanter ; 12 : réfrigérant à boules ; 13 entonoir ( buchner) pour filtration sous vide.
- Parmi les appareils 1 à 5, quels sont ceux qu'il ne faut pas chauffer ? fiole jaugée et fiole à vide.

On veut prélever un volume de liquide égal à 8,2 mL. Indiquer le n° de l'appareil permettant la mesure la plus précise. burette graduée, pipette graduée.

Formules (10 pts)

Compléter le tableau. ( réponses écrites en bleu)

nom
formule semi-développée
méthane
CH4
éthylène
CH2=CH2
acide acétique
CH3 -COOH
propan-1-ol
CH3 -CH2-CH2OH
acétone
CH3 -CO-CH3
éthanal
CH3 -CHO
éthanol
CH3 -CH2OH
dichromate de potassium
K2Cr2O7
thiosulfate de sodium
Na2S2O3
nitrate d'argent
AgNO3
pH :

- Indiquer deux méthodes pour mesurer le pH d'un solution. pHmètre, papier indicateur universel ( peu précis), conductimétrie.

- Certains indicateurs colorés permettent de savoir si une solution est acide ou basique ; parmi les réactifs de la liste suivante, souligner ceux qui peuvent être utilisés pour cette opération :
hélianthine, indigo, permanganate de potassium, phénolphtaléine, sulfate de cuivre, bleu de bromothymol, chlorure de baryum.
- Quatre béchers contiennent respectivement 4 solutions de même concentration molaire, préparées par dissolution de l'un des 4 composés suivants :

HCl, NaCl, NH3, NaOH

On mesure le pH de chaque solution en numérotant le becher correspondant. Indiquer dans le tableau le contenu de chaque becher.
n° becher
1
2
3
4
pH mesuré
6,5
2,0
10,6
12
la solution contient
NaCl
HCl
NH3
NaOH

solution (15 pts) :

On dispose d'une solution du commerce d'acide chlorhydrique ( 35% ; d = 1,18 ; M=36,46 g/mol )

On veut fabriquer 1,0 L d'une solution aqueuse à 0,1 mol/L de cet acide :

- Faire la liste du matériel utilisé : fiole jaugée 1L, pisette d'eau distilée, pipette graduée + pipeteur

- Que signifie cette indication ? corrosif

- Préciser les indications à prendre. port de blouse, gants et lunettes.

- Quel volume ou quelle masse doit-on prélever ?

masse de 1 L de solution commerciale : 1,18 kg = 1180 g

masse m d'acide pur : 1180*0,35 = 413 g

n= m/M = 413/36,46 = 11,33 mol dans 1 L

facteur de dilution F= 11,33 / 0,1 = 113,3

volume de solution mère à prélever pour préparer 1 L de solution à 0,1 mol/L : 1 /113,3= 8,8 10-3 L= 8,8 mL

- En présence de bleu de bromotymol, quelle couleur prendra cette solution ? jaune.
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