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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).
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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.
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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
|
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
|
0,643
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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
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0,5
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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 :
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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
|
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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