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Le sujet comporte 5 pages numrotes de 1/5 5/5

La feuille 5/5 est rendre avec la copie

CHIMIE : (7points)

Exercice 1 (3,5 points)

On se propose d'tudier la raction destrification de lacide thanoque CH3COOHavec lthanol

CH3CH2OH. Cette raction est modlise par lquation suivante :

CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2OUne tude exprimentale ralise sur des chantillons comportant chacun 17,2.10-3moldthanol et

17,2.10-3 mol dacide thanoque, a permis de dterminer lavancement final xf de la raction,

xf= 11,5.10-3mol.

1) a- Dresser le tableau descriptif dvolution du systme chimique tudi.

b- Dterminer lavancement maximal xmaxde la raction destrification.

c-Endduire le taux davancement finalfde cette raction. La raction tudie est-elletotale ou

limite ? Justifier.

2) a-Dterminer la composition molaire du mlange ractionnel lquilibre dynamique.

b- En dduire la valeur de la constante dquilibre Kdela raction destrification.

3)Dans les mmes conditions exprimentales, on refait l'tude prcdente, mais avec un mlange

compos initialement de 34,4.10-3moldthanol et 17,2.10-3moldacide thanoque. Dire, en le

justifiant, si les affirmations ci-dessous sont vraies ou fausses.

- Affirmation 1: le taux davancement final fde la raction reste inchang.

- Affirmation 2: la valeur de la constante d'quilibre Kaugmente.

Exercice 2 (3,5 points)

Toutes les solutions aqueuses sont prises 25C, temprature laquelle le produit ionique de leau

est Ke= 10-14. On nglige les ions provenant de l'ionisation propre de l'eau.

On considre deux solutions basiques (S1) et (S2), de mme concentration molaire C = 10-2

mol.L-1

:- (S1), solution d'hydroxyde de sodium NaOH,

- (S2), solution d' ammoniac NH3 .

La mesure du pH de ces deux solutions est consigne dans le tableau suivant :

Solution (S1) (S2)

pH 12,0 10,6

+3H O

(mol.L-1)

-OH

(mol.L-1)

1) a- Dfinir une base selon Brnsted.

S E C T I O N : S C I E N C E S T E C H N I Q U E SE P R E U V E : S C I E N C E S P H Y S I Q U E S D U R E E : 3 h e u r e s C O E F F I C I E N T : 3

REPUBLIQUE TUNISIENNE

MINISTERE DE LEDUCATION

EXAMEN DU BACCALAUREAT -- SESSION DE JUIN 2011SESSION

DE CONTRLE

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b-Reproduire et complter le tableau ci-dessus.

c- En dduire que lhydroxyde de sodium est une base forte, alors que lammoniac est une base

faible.

2) a- Ecrire lquation modlisant la raction qui a lieu entre lammoniac (NH3)et leau.

b-Indiquer les couples acide-base mis en jeu au cours de cette raction.

c- On dsigne par Ka la constante dacidit du couple acide-base correspondant la base NH3.

Exprimer Kaen fonction de Ke, Cet-OH

. Trouver la valeur de pKa.

3) On dilue modrment la solution (S2) dammoniac. Dire, en le justifiant, si chacune des

propositions ci-dessous est vraie ou fausse.

- Proposition 1 : suite la dilution de la solution (S2), le pKane change pas.

- Proposition 2 : suite la dilution de la solution (S2), le pHaugmente.

4) Un volume VA = 20 mL de la solution de chlorure dhydrogne HCl (acide fort) de concentrationmolaire CAest dos par la solution (S1) dhydroxyde de sodium.

a-Ecrire lquation chimique de la raction de dosage.b- Prciser, en le justifiant, le caractre (acide, basique ou neutre) du mlange obtenu

lquivalence.c- Le volume de la solution dhydroxyde de sodium ajout l'quivalence est de 10 mL.

Dterminer la valeur de CA.

PHYSIQUE: (13 points)

Exercice 1 (5,5 points)

Un pendule lastique est constitu dun solide (S) de masse mpouvant coulisser, sans frottement,

sur une tige horizontale (T). Le solide (S)est attach un ressort, spires non jointives, de masse

ngligeable et de raideur k. La position du centre dinertie Gde (S)est repre par son abscisse x(t)

sur un axe horizontal xOx. Lorigine Odes abscisses est confondue avec la position de G lorsque

(S) est lquilibre.

Ecart de sa position dquilibre, puis abandonn l'instant de date t = 0s, le solide (S) se met

osciller de part et d'autre du point O.

A un instant de date t, le systme est reprsent comme l'indique la figure 1.

1) a-Reprsenter sur la figure 1de la feuille annexe(page 5/5) les forces extrieures exerces sur

(S) linstant de date t.

b- Etablir lquation diffrentielle qui rgit l'volution de l'abscisse x(t) du centre dinertie G. En

dduire la nature de son mouvement.

2)A laide dun dispositif appropri, on enregistre l'volution de l'abscisse x(t)et celle de la vitesse

v(t)de G. On obtient les courbes 1et 2de la figure 2.

x

O

(S)(R)

i x

x(t)Figure 1

(T)

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a- Montrer que la courbe 1 correspond v(t).

b-A partir des courbes, dterminer les amplitudes respectives Xmaxet Vmaxde x(t)et de v(t).

En dduire la valeur de la pulsation propre0.

c- Dterminer la phase initiale x dex(t).

3)L'nergie totale Edu systme {ressort+solide} est constante,E =3,645.10-3 J.a- Donner l'expression de Een fonction de k et Xmax .b- En dduire les valeurs de ket m.

Exercice 2 (5 points)

Un vibreur provoque lextrmit S dune corde lastique un mouvement vibratoire sinusodal

dquation: sy (t) a sin(2Nt )

; a, Net

dsignent respectivement, l'amplitude, la frquence

et la phase initiale de S.

La source Sdbute son mouvement linstant de date t0 = 0s.

On nglige toute attnuation de lamplitude et toute rflexion de londe issue de S.

1) a-Qu'appelle-t-on onde?

b-L'onde se propageant le long de la corde est-elle transversale ou longitudinale?

2) A linstant t1 = 2.10-2s, le point M1de la corde dabscisse x1 = 10 cmentre en vibration.

Montrer que la clrit de londe le long de la corde est v = 5 m.s-1.

3) La courbe reprsentant laspect de la corde un instant t2est donne par lafigure3.

a-En exploitant cette courbe, dterminer les valeurs de:

- lamplitude a,

- la longueur donde

,- l'instantt2.

x (cm)

Figure 3

25O

5y(mm)

t(s)

Figure2

O

x (10-

m)

v (10-

m.s-

)

27

13,5

212 C1 C2

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b-Dterminer la valeur de la frquence N.

c-Montrer que la phase initiale de Sest gale rad.

4) a-Reprsenter, sur la figure 4 de la feuille annexe (page 5/5), le diagramme du mouvement du

point M1.

b- Prciser le signe de la vitesse de ce point l'instant t2.

c-Dterminer, linstant t2, les abscisses des points de la corde ayant la mme longation et la

mme vitesse que M1.

Exercice 3 : document scientifique (2,5 points)

Un exemple d'application d'un circuit RC: le pacemaker

Le cur humain bat avec une frquence normale moyenne de 75 fois par minute grce

un stimulateur naturel : le nud sinusal. Lorsque celui-ci ne remplit plus correctement son rle,

la chirurgie permet dimplanter aujourdhui dans la cage thoracique un appareil appel pacemaker.Ce dernier va forcer le muscle cardiaque battre rgulirement en lui envoyant de petites

impulsions lectriques par lintermdiaire des lectrodes appeles sondes. Un pacemaker peut

tre modlis par le circuit lectrique de la figure 5, qui comprend un condensateur de capacit

C = 0,40 F, un conducteur ohmique de rsistance R = 2 M, un interrupteur K et une pile

spciale de fem E = 5,6 Vet de rsistance r. La valeur de rest trs faible de telle sorte que le

condensateur se charge trs rapidement lorsque K est en position 1. Lorsque la charge est

termine, Kbascule en position 2, le condensateur se dcharge lentement travers la rsistance

R jusqu une valeur limite Ulimite = 0,37E. A cet instant, le circuit envoie par lintermdiaire des

sondes une impulsion vers le cur : on obtient alors un battement. Cette opration termine, K

bascule nouveau en position 1. Le processus recommence

Site internet

1) D'aprs le texte, quel est le rle d'unpacemaker ?

2) Expliquer pourquoi la charge du condensateur est trs rapide, alors que sa dcharge est lente.

3) La dure sparant deux impulsions successives est T = 0,8 s.

a- Dterminer la frquence des battements gnrs.

b- Vrifier que ce rsultat est compatible avec la frquence cardiaque normale moyenne.

4)Quelle est lnergie fournie par le pacemaker pour produire un battement cardiaque ?

r

C

R

2

1

K

E

Pile spciale

Vers le circuit de dclenchement

Figure 5

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Feuille annexe

2

y (mm)

t (10-

s)

5

Figure 4

O

x

O

(S)(R)

i x

x(t)

Figure 1

(T)

(S)