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MINISTÈRE

DE L"ÉDUCATION

NATIONALE

1

Terre après l'aluminium.

ropriétés d'oxydo-

Le fer est l'élément le plus impliqué dans les systèmes vivants et il est essentiel pour de

myoglobine), le transfert d'électrons (cytochromes), le stockage du fer (ferritine) ou les catalyses d'oxydation (P450).

entrainer des défauts de croissance et altérer le transport d'électrons requis pour certaines

Les différentes parties et sous-parties de cette épreuve sont indépendantes. Chaque réponse

doit être correctement rédigée et justifiée par des arguments précis et concis. Le manque de

soin, les fautes d'orthographe ou de syntaxe seront sanctionnés.

La résolution des questions portant un astérisque (*) après leur numéro nécessite des prises

d'initiative de la part des candidats. Toute démarche correctement engagée, même si elle n'est

pas aboutie, sera valorisée.

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Données

Extrait du tableau périodique des éléments CN

Constante d'AvogadroN

A 1 11 1

Sauf indication contraire, les grandeurs indiquées sont données à la température T = 298 K et

sous la pression standard P°. On rappelle que P° = 1,00 bar et C° = 1,00 mol·L -1 HCNOS M 1 --d K S :K S K K S d'oxydo-: K /KH /H O /H O I /I E 0 O /H O

Données

Extrait du tableau périodique des éléments CN

Constante d'AvogadroN

A 1 11 1

Sauf indication contraire, les grandeurs indiquées sont données à la température T = 298 K et

sous la pression standard P°. On rappelle que P° = 1,00 bar et C° = 1,00 mol·L -1 HCNOS M 1 --d K S :K S K K S d'oxydo-: K /KH /H O /H O I /I E 0 O /H O

Potentiel de l'électrode au calomel saturéepar rapport à l'électrode standard à hydrogène:

E ECS 1

H : gamme de déplacements chimiques :

HO-HO-C=CH-C=CCH3-CO-

-CH -CO-

CH3-C=CCH3-C

Introduction

1. Expliquer comment établir la configuration électronique fondamentale de l'atome de fer à 2. pour l'atome de fer 3. L'ion fer(II) forme de nombreux complexes octaédriques. Justifier leur stabilité à l'aide d'une règle simple. A - Étude de complexes colorés en solution aqueuse par spectroscopie visible. A.1. Détermination de la constante de formation de l'ion [Fe(SCN)(H2O)5] 2

Protocole :

-250 mL d'une solution de nitrate C 1 9 H -d'une solution d'acide perchlorique HClO 10 1 -100 mL d'une solution de thiocyanate d'ammonium C S 10 1

à partir de thiocyanate d'ammonium

V environ 60 mL de la solution d'acide perchlorique puis différents volumes précisV solution de thiocyanate d'ammonium. Compléter jusqu'au trait de jauge avec la solution d'acide perchlorique. V i"»avec la solution ne contenant pas d'ions esurer l'absorbanceAi

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Figure 1 :CAV(r

4. Écrire les formules mésomères les plus représentatives de l'ion thiocyanate SCN 5.

Ce ligand est qualifié d'ambidente.

6. 7. 8. -d'une seule substance absorbante

L'équation

O( 9. 10. Àla longueur d'onde de travail, seuls les deux complexes figurant dans l'équation (1) Donner l'expression de l'absorbance d'une solution contenant 11. Expliquer quel est l'intérêt de faire le "» sur la solution ne contenant pas d'ions thiocyanate. En déduire l'expression des absorbances Ai 12.

étudiée n'est pas quantitative

13.

Figure 1 :CAV(r

4. Écrire les formules mésomères les plus représentatives de l'ion thiocyanate SCN 5.

Ce ligand est qualifié d'ambidente.

6. 7. 8. -d'une seule substance absorbante

L'équation

O( 9. 10. Àla longueur d'onde de travail, seuls les deux complexes figurant dans l'équation (1) Donner l'expression de l'absorbance d'une solution contenant 11. Expliquer quel est l'intérêt de faire le "» sur la solution ne contenant pas d'ions thiocyanate. En déduire l'expression des absorbances Ai 12.

étudiée n'est pas quantitative

13.

A.2. Détermination d'un coefficient de partage

L'acide salicyl-

l'eausdans l'eau eeL : CO 2 H OH 14. Justifier la légère solubilité dans l'eau de l'acide sa 15. L'acide 4-hydroxybenzoïque est plus soluble dans l'eau que l'acide salis de l'acide salicylique entre l'eau et le non miscible à l'eau. Pour cela, de ligand de l'acide salicylique: L

Lorsqu'une solution aqueuse d'acide salicyliqu

il s'établit un équilibre de partagemodélisé par l'équation

LePl'acide salicylique

L L org aq PL org L aq l'équilibre. Protocole. Première partie : tracé d'une courbe d'étalonnage. d'une solution notée F 1 l'acide 1 SiLC i

SiS0S1S2S3S4

C i 1 110
10 10 10 10 F S' i : 10,0 mL d'eau + 2,0 mL de F les mesures d'absorbance.

Le spectre d'absorption de la solution S'

0

Àcette longueur d'onde, fA

i S'i Le choix du blanc permet d'obtenir des absorbances proportionnelles à C i A i C i A i C i 1 r Protocole. Deuxième partie : détermination du coefficient de partage. V S0V

F. L'absorbance de la solution

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16. P 17. Comparaison de l'efficacité d'une extraction simple et d'une extraction multiple. 18. V n0 V nn n 0 V V P 19. V n 0 v V /k A n 1 v n kn k n 1 n n k n 0 V V Pk 20. sur l'efficacité d'V kV /k B - Étude de complexes du fer avec les ions cyanure (II 21.
B.1. Structure électronique du complexe [Fe(CN) 6] 4 On s'intéresse à la formation de liaisons métal- atomiques (OA) d de l'ion Fe 22.
d de l'ion Fe 23.
24.
prendre en compte pour construire le diagramme d'OM de l'ion 25.
26.
, à l'aide de raisonnements sur les symétries, les OM de l'ion cyanure (l'axe internucléaire sera placé sur l'axe

Oz d'un repère Oxyz)

27.

Ldonne le diagramme d'OM de CN

28.
Préciser quelles sont les orbitales frontalières de l'ion cyanure. 16. P 17. Comparaison de l'efficacité d'une extraction simple et d'une extraction multiple. 18. V n0 V nn n 0 V V P 19. V n 0 v V /k A n 1 v n kn k n 1 n n k n 0 V V Pk 20. sur l'efficacité d'V kV /k B - Étude de complexes du fer avec les ions cyanure (II 21.
B.1. Structure électronique du complexe [Fe(CN) 6] 4 On s'intéresse à la formation de liaisons métal- atomiques (OA) d de l'ion Fe 22.
d de l'ion Fe 23.
24.
prendre en compte pour construire le diagramme d'OM de l'ion 25.
26.
, à l'aide de raisonnements sur les symétries, les OM de l'ion cyanure (l'axe internucléaire sera placé sur l'axe

Oz d'un repère Oxyz)

27.

Ldonne le diagramme d'OM de CN

28.
Préciser quelles sont les orbitales frontalières de l'ion cyanure. 29.
-d' 30.
31.
l'ion libre CN CN CNE 12 3 456
78

Figure 2 :Diagramme d'OM de l'ion cyanure et

B.2. Potentiométrie

32.
l'd'oxydo- 33.

Définir l'état standard de l'ion

34.
d'oxydo- . Conclure sur l'influence de la complexation par les ions

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35.
contient un mélange d'ions C 1 10 1 d'ions C 2 10 1 et d'ions K par rapport à l'électrode standard à hydrogène,l'allure de - lorsque l'électrode de travail utilisée est en platine

Étude d'un sel mixte K

x

Zny (Fe(CN)6)z .

On cherche à déterminer la formule d'un tel solide par potentiométrie.

Protocole :

V 0

25,0 mL d'une solution aqueuse

C 0 10 1 V 0

25,0 mL d'une solution aqueuse

mètre. Doser à l'aide d'une solution de sulfate de zinc C 1 formation d'u LUE -E ECS

V; le volume à l'équivalence vaut 9,4 mL.

Figure 3 :C

36.
l'électrode au calomel saturée. Expliquer pourquoi peut servir d'électrode 37.

35. contient un mélange d'ions

C 1 10 1 d'ions C 2 10quotesdbs_dbs20.pdfusesText_26

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