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devoir commun
seconde
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1
lois de Descartes
lumière blanche
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- Lorsque la lumière traverse la surface séparant deux
milieux transparents, elle subit un changement de direction. Comment
appelle-t-on ce phénomène ? Citer deux milieux transparents.
- On dirige un faisceau lumineux monochromatique issu d'un
laser vers la surface plane d'un demi-cylindre en Plexiglas. On mesure
les angles i1 et i2 appelés respectivement angle
d'incidence et angle de réfraction. Définir le terme monochromatique.
Faire un schéma en faisant apparaître les angles i1 et i2.
-
On souhaite montrer que la loi qui donne l'angle de
réfraction i2 en fonction de i1 est donnée par la
relation suivante : n1.sin i1=n2.sin i2
(1). En faisant varier l'angle d'incidence i1, on obtient le
tableau suivant : compléter ce tableau et tracer la courbe sin i1
= f( sin i2) Quel est le nom de cette loi ? (elle porte le
même nom que le physicien qui l'a découverte).
i1
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0
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10
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20
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30
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40
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50
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60
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70
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i2
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0
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7
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13
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20
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25
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30
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35
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38
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sin i1
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sin i2
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- Quel est le nom des constantes n1 et n2
qui apparaissent dans l'expression (1) ?
- Dans notre cas d'étude, n1=1. Quel est le milieu
1 ? Comment se simplifie l'expression (1) ?
- En déduire, à l'aide du graphique, le coefficient directeur
puis l'équation de la droite obtenue. Que vaut n2 ?
- Déterminer graphiquement l'angle d'incidence i2
pour un angle de réfraction i1=35°.
- La lumière se propage dans le Plexiglas à la vitesse v.
Quelle relation peut-on écrire entre n2 et v ? Calculer v.
On donne la vitesse de propagation de la lumière dans le vide: c=3.108
m.s-1 et n2=1,5
- Qu'est ce qu'une lumière blanche ? Donner le matériel
nécessaire pour obtenir le spectre de la lumière blanche. Qualifier le
spectre. Indiquer les longueurs d'onde et les couleurs des extrémités
du spectre.
corrigé
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phénomène de réfraction
l'air, l'eau, le verre sont des milieux transparents.
monochromatique : une seule fréquence et une seule couleur
loi de Descartes
n1 et n2 indices de réfraction des
milieux transparents. n air = 1
sin i1 = n2 sin i2.
i1
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0
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10
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20
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30
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40
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50
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60
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70
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i2
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0
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7
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13
|
20
|
25
|
30
|
35
|
38
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sin i1
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0
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0,173
|
0,342
|
0,5
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0,643
|
0,766
|
0,866
|
0,940
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sin i2
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0
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0,122
|
0,225
|
0,342
|
0,422
|
0,5
|
0,573
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0,615
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n2 = vitesse lumiere dans le vide / vitesse lumière
dans le plexiglas
v= 3 108 / 1,53 = 1,96 108 m/s.
La lumière blanche est une lumière polychromatique dans
laquelle on trouve toutes les couleurs de l'arc en ciel : le spectre
est continu du violet (l= 400 nm ) au rouge (l voisin 750 nm)
devant la source de lumière blanche, on place soit un réseau
soit un prisme : on obtient le spectre de la lumière blanche.
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2
paracétamol
acide
benzoique
chauffage
à reflux
chromatographie
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Le paracétamol est une espèce chimique très utilisée contre
les douleurs. La formule brute de cette molécule est C8H9NO2.
- Cette formule comporte deux erreurs. La recopier puis
corriger ces erreurs. Justifier la réponse.
- Calculer la masse molaire du paracétamol. (C=12; H=1; O=16;
N=14g/mol)
- En pharmacie, on trouve ce médicament sous la forme d'un
comprimé contenant 500 mg de paracétamol. Quelle est la quantité de
matière (en mol) de paracétamol contenue dans un comprimé ?Exprimer le
résultat en écriture scientifique avec 3 chiffres significatifs.
- Pour un adulte, la dose maximale de paracétamol est de 3g
par jour. Combien de comprimé de paracétamol un adulte peut-il prendre
par jour ?
- L'acide benzoïque est utilisé comme conservateur
alimentaire dans de nombreuses boissons en particulier les boissons "
light ", (Il apparaît sous le code 210 sur l'étiquette de ces
boissons). Au laboratoire, il se présente à l'état pur sous la forme de
cristaux blancs. On veut extraire l'acide benzoïque d'une boisson au
coca à l'aide d'un solvant. On dispose de trois solvants
:dichlorométhane, éthanol et éther éthylique.
Dans un livre de chimie on a trouvé les données suivantes :
solvant
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eau
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dichlorométhane
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éthanol
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éther éthylique
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solubilité acide benzoique
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faible
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moyenne
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bonne
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bonne
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densité
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1
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1,2
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0,8
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0,6
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miscibilité dans l'eau
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non miscible
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miscible
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non miscible
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danger
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irritant
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inflammable
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inflammable
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- Quel solvant faut-il choisir ? Donner les 2 raisons
principales en expliquant. Par la suite le solvant choisi sera désigné
par le symbole S
- On procède à l'extraction en versant 100 mL de boisson et
20 ml de S dans une ampoule à décanter. Après agitation vigoureuse et
dégazage on laisse décanter.Que signifie la phrase " on laisse décanter
" ?
- Faire un schéma (avec une légende très précise et
justifiée) de l'ampoule et de son contenu après décantation. Indiquer
clairement dans quelle phase se trouve l'acide benzoïque. On récupère
cette phase dans un flacon que l'on met de côté pour une analyse
ultérieure : c'est l'extrait E1.
- synthése de l'acide benzoique :
on chauffe à reflux un mélange d'alcool benzylique, de permanganate de
potassium et d'un peu de soude pendant une demi-heure.Voici le schéma
du montage à reflux. Indiquer les noms des matériels numérotés.Quel est
le rôle du chauffage à reflux.
- Le liquide obtenu est ensuite refroidi et après un
traitement approprié, On obtient alors des cristaux blancs. Afin de les
analyser, on en dissout quelques-uns dans un peu de solvant S. Cette
solution est appelée E2.
- . On procède à l'analyse des produits obtenus par
extraction (E1) et par synthèse (E2).On prépare :
· Une solution de référence (appelée E3 )
d'acide benzoïque pur dans un peu de solvant S
· Une solution de référence (appelée E4 )
d'alcool benzylique dans le solvant S.
On fait la chromatographie sur couche mince de E1,
E2, E3 et E4. L'éluant est un mélange
de cyclohexane et d'acétone.On obtient le chromatogramme suivant.
D'après ce chromatogramme, la boisson contient-elle de l'acide
benzoïque ? Interpréter la présence de plusieurs taches pour E1.Les
cristaux blancs obtenus par synthèse sont-ils bien des cristaux d'acide
benzoïque ? Interpréter la présence de plusieurs taches pour E2.
corrigé
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masse molaire : 9*12+9+14+2*16= 163 g /mol
quantité de matière en mol : 0,5 / 163 = 3,07 10-3
mol = 3,07 mmol
un adulte peut prendre 6 comprimés par jour.
éthanol ou ether éthylique dans lesquel l'acide benzoïque est
soluble.
De plus ces solvants ne sont pas irritants.
"on laisse décanter" : on laisse le solvant et la boisson,
liquides non miscibles, se séparer .
Le solvant le plus dense (la boisson) occupe la partie
inférieure; le solvant le moins dense, contenant l'acide benzoique,
occupe la partie supérieure.
(1) : élévateur à croisillons; (2) chauffe
ballon ; (3) ballon ; (4) réfrigérant
le chauffage à reflux permet, en travaillant à chaud
d'accélérer la réaction chimique tout en évitant les pertes de réactifs
et de produits.
La boisson (1) contient de l'acide benzoïque et au moins deux
autres substances (présence de 3 taches ). Quant à (2) il contient de
l'acide benzoïque et de l'alcool benzilique (toutes les traces de ce
réactif n'ont pas été éliminées)
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