2nde A Contrôle de Sciences Physiques. Sept.06
Exercice 1 de chimie ( 4 points).
Paméla et Marcel veulent déterminer la nature d'une substance chimique contenue dans un flacon non étiqueté. Ils savent simplement qu'il ne peut s'agir que : soit d'eau pure, soit d'alcool pur, soit de cyclohexane pur, soit de phénol pur.
Données:
|
_ |
|
Phénol |
eau |
cyclohexane |
éthanol |
|
Densité |
|
1,05 |
1,00 |
0,78 |
0,79 |
|
Température de fusion |
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41 °C |
0°C |
6,5°C |
1 14,1 °C |
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Température d'ébullition |
182°C |
100°C |
81,4°C |
78,3°C |
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Dangers |
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_ Toxique |
aucun |
toxique inflammable |
toxique inflammable |
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Odeur |
âcre, |
douceâtre ~ |
_ aucune |
agréable |
agréable |
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phénol |
eau |
cyclohexane |
|
éthanol |
|
phénol |
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miscibles |
miscibles |
|
miscibles |
|
eau |
miscibles |
|
non miscibles _ |
|
miscibles |
|
cyclohexane |
miscibles |
non miscibles |
|
|
non miscibles |
|
éthanol |
miscibles |
miscibles |
non miscibles |
|
|
2) Dans l'armoire ventilée à 18 °C, la substance se présente sous la forme d'un liquide incolore. Paméla réalise les expériences suivantes
La substance est liquide à 18°C donc il ne peut s'agir du phénol dont la température de fusion est supérieure (41°C) et qui donc se présente sous forme solide..
- Elle verse quelques gouttes du liquide inconnu sur des cristaux de sulfate de cuivre anhydre, ceuxci restent blancs
La substance en présence de sulfate de cuivre anhydre blanc ne le fait pas bleuir donc ne contient pas d'eau, donc cette substance n'est pas de l'eau.
- Elle verse dans un tube à essais quelques mL du liquide inconnu et quelques mL d'eau. Elle agite puis observe le contenu du tube qui lui apparaît homogène.
La substance doit en outre être miscible à l'eau puisque leur mélange est homogène, il ne peut donc s'agir que de l'éthanol
Quel est le nom de la substance chimique du flacon ? (justifier la réponse).
3) Quelle autre expérience peut réaliser Paméla pour vérifier la nature de la substance chimique ?
Cette
substance (éthanol) est non miscible au cyclohexane et donne un
mélange homogène avec le phénol.Il est aussi
possible de mesurer la température à laquelle le liquide
prend en masse, c'est à dire se solidifie, ou de mesurer la
température d'ébullition du liquide lors d'une
distillation, ou de mesurer de leur densité.
Exercice 2 de chimie (6 points).
1. Pour déterminer la masse volumique du phénylméthanol, un liquide non miscible à l'eau, on pèse une fiole jaugée de volume V = 50,0 mL remplie de ce liquide ; on trouve m = 1 15,7, La masse de la fiole vide vaut mo = 63,7 g.a. Rappeler la définition de la masse volumique.
La masse volumique est le rapport de la masse m d'un corps (liquide ou solide) en grammes par son volume V en litres. Elle s'exprime en g/L
b. Déterminer la masse volumique du phénylméthanol ; on exprimera le résultat en g . cm j puis en kg. m-3
m(phénylméthanol) = m - m0 = 115,7 - 63,7 = 52,0 g
masse volumique 'phénylméthanol) = m(phénylméthanol) / volume (phénylméthanol) = 52,0 / 50,0.10 -3 = 1,04.103 g/L= 1,04 g/cm3 = 1,04.103 kg/m3
c. En déduire la densité du phénylméthanol par rapport à l'eau.
densité(phénylméthanol) = masse volumique (phénylméthanol) / masse volumique (eau) = 1,04.103/1,00.103= 1,04
d. On verse 5 mL d'eau et 5 mL de phénylméthanol dans un tube à essai ; dessiner celui-ci en précisant la position des deux liquides.
d (phénylméthanol ) > d(eau) donc, l'eau est le liquide surnégeant (phase supérieure)
Exercice 3 de Physique (5 points).
L'étoile Sirius est la plus brillante de notre ciel. Sa distance à la terre est de 8,6 a.l.
1) Rappeler la signification de a.l. A quoi correspond cette grandeur ?
a.l. est l'abréviation d'année lumière. Une année lumière est la distance que parcourt la lumière ans le vide en un an. 1a.l. vaut environ 1013km
2) Donner sa valeur avec deux chiffres significatifs.
1a.l. = 3,00.108*(365,25*24*60*60) = 9,5.1015 m = 9,5.1012 km
3) Exprimer la distance Terre-Sirius en km.
8,6 a.l. = 8,6 *9,5.1012 = 8,2.1013 km
Le 23 Février 1999, les astronomes ont observé l'explosion d'une étoile SN 1987A dans la nébuleuse du Grand Nuage de Magellan située à 1,6 x 1018 km de la Terre.
4) Exprimer cette distance en a. 1.
1,6.1018 km = 1,6.1018 / 9,5 .1012 = 1,7.105 a.l.
5) A quelle date en réalité, cette explosion a-t-elle eu lieu ?
Cette explosion a eu lieu 1,7.105 années avant que l'on s'en aperçoive soit environ 170 000 ans avant notre ère
Exercice 4 de Physique (5 points).
Voici deux listes :
-
la première donne le nom de quelques longueurs
caractéristiques dans notre Univers :
distance
Paris-Nice ; rayon d'une orange ; rayon de notre Galaxie ; rayon
d'une cellule humaine ; distance Terre-Lune ; rayon de la Terre ;
distance Terre-Soleil ; rayon d'un atome d'hydrogène ;
- la
deuxième donne l'ordre de grandeur de ces longueurs :
5
cm ; 400 000 km ; 1 µm ; 150 millions de km ; 6 400 km ; 50 pm
; mille km ; 480 x 1015 km.
Dans le tableau ci-dessous :
- classer dans la première colonne ces longueurs caractéristiques, de la plus petite à la plus grande ; - indiquer dans la deuxième colonne l'ordre de grandeur de ces longueurs ; - exprimer ce résultat en mètre dans la troisième colonne ;
exprimer la notation scientifique de ce résultat dans la dernière colonne.
|
Longueur |
Ordre de grandeur |
Résultat en mètre |
Notation scientifique |
|
rayon atome hydrogène 50pm |
10-10 m |
0,000 000 000 05 m |
5.10-11 m |
|
rayon cellule 1µm |
10-6 m |
0,000 001 m |
1.10-6 m |
|
rayon orange 5cm |
10-1 m |
0,05 m |
5.10-2 m |
|
Paris-Nice 1000 km |
106 m |
1 000 000 m |
1.106 m |
|
rayon Terre 6 400 km |
107 m |
6 400 000 m |
6,4.106 m |
|
distance Terre-Lune 400 000 km |
108 m |
400 000 000m |
4.108 m |
|
distance Terre-Soleil 150 000 000 km |
1011 m |
150 000 000 000 m |
1,5.1011 m |
|
rayon Galaxie 480.1015km |
1020 m |
480 000 000 000 000 000 000 m |
4,8.1020 m |