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Publié par | Studyrama |
Publié le | 20 juin 2017 |
Nombre de lectures | 60 519 |
Langue | Français |
Extrait
B a c c a la ur éa t S
S es si o n 2 017
Épreuve : P h y s i q u e - C h i m i e
Durée de l’épreuve : 3 heures 30
Coefficient : 6
PROPOSITION DE CORRIGÉ
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EXERCICE I - SYNTHÈSE DE LA CARVONE À PARTIR DU LIMONÈNE
1. Extraction du limonène
1.1 Formule semi-développée du R-limonène :
1.2 On peut observer sur le spectre deux pics caractéristiques : un à environ
-1 -12900 cm et un à environ à 1650 cm . D’après le tableau, ces pics correspondent
au liaison CH et au liaison double CC qui sont les principales liaisons présentes
dans la structure du R-limonène.
2. Synthèse de la R-carvone
2.1 La R-carvone est une molécule chirale car elle n'est pas superposable à son
image dans un miroir.
2.2 Il s’agit d’une réaction d’addition qui correspond à l'ajout d'un groupe
d'atomes accompagné de la rupture d'une liaison double sur la molécule.
2.3 La R-carvone se situe dans la phase organique. La densité de la R-carvone est
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de 0.96. Comparée à celle de l’eau située dans la phase aqueuse qui est de 1, on
remarque que la R-carvone est moins dense et se situe donc au-dessus de l’eau.
La phase 1 correspond à la phase organique et la phase 2 à la phase aqueuse.
3. Des oranges à la carvone
3.1 Calculons la quantité de matière de R-carvone :
-1On sait que n=m/M avec m la masse en g et M la masse molaire en g.mol
AN : n = 13 / 150,0 mol
Nous savons que le rendement est de 30%, ce qui nous permet de retrouver la
quantité de matière de R-limonène nécessaire :
r = n(R-carvone) / n(R-limonène) = 0,30
D’où (13/150,0) / n(R-limonène) = 0,30
D’où n(R-limonène) = (13/150,0) / 0,30 = 0,29 mol
3.2 À partir de l’écorce de six oranges, on recueille 3,0 mL d’huile essentielle
R-limonène.
Nous connaissons la masse volumique ainsi que la masse molaire et la quantité de
matière de R-limonène pour synthétiser 13g de R-carvone. On peut ainsi trouver
le volume nécessaire.
On sait que ρ = m/V = (n x M) / V d’où V = (n x M) / ρ
AN : V = (0,29 x 136,0) / 0,84 = 46,95 mL
Or avec 6 écorces d’orange on recueille 3mL d’huile essentielle. En faisant un
produit en croix, on peut trouver le nombre d’écorces pour 46,95mL d’huile
essentielle :
nombre d’écorces d’orange = (46,95 x 6) / 3 = 94 écorces d’orange
EXERCICE II - SON ET LUMIÈRE
1. Tout en couleur
1.1 Les deux processus d’émission sont l’incandescence des particules d’oxyde
métallique et l’émission atomique. Dans le cas de l’incandescence, le spectre de la
lumière est le spectre de la lumière blanche c’est-à-dire un spectre continu alors
que dans le cas de l’émission atomique, les électrons de l’atome sont excités
thermiquement et on obtient un spectre de raies.
1.2 On sait que E = h x ν où h est la constante de Planck et ν la fréquence de
l’onde d’où E = (h x c) / λ où c est la vitesse de la lumière dans le vide en m/s et λ
la longueur d’onde en m.
Afin de déterminer la couleur, nous devons trouver λ : λ = (h x c) / E avec E à
mettre en J
-34 8 -19AN : λ = (6,63 × 10 x 3x10 ) / (1,825 x 1,6x10 ) = 681,2nm
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Ce qui correspond à la longueur d’onde du rouge.
1.3 La différence d’énergie entre ces photons est faible, ce qui explique que si
nous effectuons le calcul pour chaque nous trouvions des longueurs d’onde
correspondant au rouge entre 625 - 780 nm. Cela permet d’expliquer la couleur
de la lumière émise par le « crackling R100 ».
2. Étude des trajectoires des pièces pyrotechniques
2.1 Expression littérale du vecteur v : o
suivant x : v x cos α o
suivant y : v x sin α o
2.2 Référentiel supposé galiléen
Système étudié : un point M de la pièce « crackling R100 »
Force considérée : le poids si on néglige toute action de l’air
D’après la seconde loi de Newton, on peut écrire que la somme des forces
extérieures appliquées à M est égale au produit de la masse du point m et du
vecteur accélération de M car la masse du point M est considérée comme
constante.
D’où
2.3 Les équations horaires du mouvement :