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Sujet officiel complet du bac S Physique-Chimie Spécialité 2012
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Exercice 2 : Spectrophotométrie (8 points). On désire déterminer la concentration en diiode dans S0 par un dosage par étalonnage. 1. pourquoi est – il aisé d'
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Exercices du chapitre 2 : Dosage spectrophotométrique Exercice n°1 L’absorbance d’une solution S de permanganate de potassium de concentration molaire ????=10×10?3 ?1 placée dans une cuve de largeur =10 est égale à 18 à la longueur d’onde ????=520
EXERCICE RÉSOLU 2 - Nathan
Exercice 2 : Spectrophotométrie 1 Le diiode étant une espèce colorée absorbe la lumière visible qui est utilisée en spectrophotométrie Il est donc aisé d'utiliser la spectrophotométrie 2 a La solution de diiode étant jaune elle absorbe la longueur d'onde complémentaire à sa couleur Il faut choisir la longueur d'onde de 470 nm
EXERCICE II – Spectrophotométrie (55 points)
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CONTRÔLE DE PHYSIQUE CHIMIE PREMIÈRE S Sujet 2 Tous les calculs et affirmations seront justifiés ! Attention aux chiffres significatifs ! Exercice n° 1 (4 points) Pour doser par spectrophotométrie une solution bleue de sulfate de cuivre Cu 2+ +SO 4 2- on a préparé 5 solutions de concentrations différentes La mesure de
Spectrophotométrie
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Composition d’un Le dosage par spectrophotométrie système
Comment s'appelle cette opération ? Quels instruments de verrerie doit-on utiliser ? On dissous un solide dans un solvant c’est une dissolution il faut utiliser une fiole jaugée de 250 mL 5 Préparation des solutions filles Toutes les solutions sont préparées à partir de la solution S 0 a On réalise une solution S 1
La spectrophotométrie
La spectrophotométrie 1- Définition La spectrophotométrie est une méthode analytique quantitative qui consiste à mesurer l’absorbance ou la densité optique d’une substance chimique donnée en solution Plus cette espèce est concentrée plus elle absorbe la lumière dans les limites de proportionnalités énoncées par la loi de
TP - Dosage spectrophotométrique des bonbons schtroumpf
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Spectrophotométrie
Spectrophotométrie Utilisée pour l’identification et le dosage de nombreuses molécules principes actifs ou impuretés c = 300 108 m/s 1eV = 16 10-19J
1ère S – Devoir commun 2013 – Épreuve de Physique-Chimie
Première S Devoir commun Mai 2013 PHYSIQUE-CHIMIE M GOLESTIN M TARGY M LABBÉ Durée de l'épreuve : 3 h L’usage de la calculatrice est autorisé Document autorisé : la classification périodique des éléments (à rendre à la fin de l’épreuve) Ce sujet comporte 12 pages numérotées Chaque partie est évaluée sur 10 points
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Qu'est-ce que la spectrophotométrie?
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Qu'est-ce que la spectrophotométrie enocé ?
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Evaluation de Chimie/ Première S
Exercice 1 : Titrage colorimétrique du diiode (12 points)On suit par colorimétrie (apparition ou disparition de couleur) la réaction entre le thiosulfate de
sodium et le diiode. Dans un tube à essais contenant environ 1 mL de la solution aqueuse de diiode I2aqde concentration C1=1,0.10-2mol.L-1, on verse 3 mL d'une solution aqueuse de thiosulfate de sodium (2Naaq S2O3aq2-) de même concentration.
Pour la réaction considérée, les réactifs, les produits et leur couleur sont consignés dans le tableau
suivant :RéactifCouleurProduitcouleur
I2aqJaune - orangéS4O6aq2-incolore1. Pourquoi est - il aisé de suivre l'évolution de cette réaction par colorimétrie ?
2. Les ions sodium n'apparaissent pas dans l'équation car ce sont des ions spectateurs. Expliquer cet
adjectif.3. Ecrire alors l'équation chimique de la réaction considérée.
4.a. Calculer les quantités de matière initiales de chaque réactif. En déduire le réactif en excès.
4.b. Quelle est la couleur du mélange à l'état final.
5. Une teinture d'iode officinale a été préparée en mélangeant 5,0 g de diiode, 3,0 g d'iodure de
potassium, 85 g d'éthanol et 7,0 g d'eau distillée. On appelleS0la solution ainsi obtenue; sa masse volumique 0 est888g.L-1.5.a. Calculer la massem0du mélange ainsi obtenu. En déduire le volumeV0de cette solution.
5.b. Soit
m1, la masse de diiode dans la teinture d'iode officinale etC1sa concentration molaire.Exprimer C1en fonction dem1,
V0etM1(masse molaire du diiode).
5.c. Calculer
C1si la composition indiquée est exacte à 100%.Donnée : M1=253,8g.mol-1
6. Le titrage du diiode dans dans la teinture d'iode officinale est donc basé sur le principe de la
réaction précédente. On suit la disparition de teinte du milieu réactionnel en ajoutant progressivement, à l'aide du burette, du thiosulfate de sodium dans un volumeV1=10mLde
teinture d'iode officinale, jusqu'à la disparition de la dernière goutte de " particule colorée ». Les
réactifs auront alors été introduits dans les proportions stoechiométriques.La concentration en ions thiosulfates étant connue, on en déduit à partir d'un bilan de matière, la
concentration en diiode. Le point d'arrêt est appelé l'équivalence.6.a. Quand dit-on que les réactifs sont introduits dans les proportions stoechiométriques ?
6.b. Quelle est la quantité de matièren1de diiode contenue dans ce
V1? On supposera que la
concentration en diiode dans la teinture d'iode officinale est C'=1,79.10-1mol.L-1.6.c. Soit n2la quantité de matière de thiosulfate de sodium versée.
Établir littéralement le tableau d'avancement de cette réaction.7.a. Déterminer la valeur de
n2pour que les réactifs soient dans des proportions stoechiométriques.7.b. Sachant que la concentration en ions thiosulfate est
C2=2,40.10-1mol.L-1, calculer le
volume V2de thiosulfate de sodium versé pour atteindre l'équivalence.Exercice 2 : Spectrophotométrie (8 points)
On désire déterminer la concentration en diiode dansS0par un dosage par étalonnage.1. pourquoi est - il aisé d'utiliser la spectrophotométrie ?
2. La solution étalon est une solution de diiode de concentration molaire C = 2,5.10-4 mol.L-1 ; à
cette concentration, la solution de diiode est jaune.2.a. Le spectrophotomètre utilisé n'a que 4 sources lumineuses, de longueur d'onde 470 nm (bleu),
565 nm (vert) , 585 (jaune-cyan) nm et 655 nm (rouge). Laquelle faut-il choisir pour mesurer les
absorbances ?2.b. On règle le spectrophotomètre à la longueur d'onde choisie et " on fait le blanc ». Que signifie
cette expression ?3. La mesure des absorbances A d'une échelle de teinte (solution étalon à différentes concentrations)
permet de tracer la courbe suivante.3.a. Quelle opération permet de réaliser une échelle de teinte ?
3.b. Cette courbe est-elle en accord avec la loi de Beer-Lambert ? Justifier.
4. La mesure de l'absorbance d'une solution S1(S0diluée 1000 fois) donne A1=0,67.
4.a. Déterminer graphiquement la concentration
C1en diiode de la solution diluée.
4.b. En déduire la concentration Cexpen diiode de la teinture d'iode officinale.
5. Calculer l'écart relatif
rentre C'et Cexp. Conclure.Correction
Exercice 1 : Titrage colorimétrique du diiode
1. L'évolution de la réaction est suivie par la disparition de la coloration du diiode (jaune-orangé)
qui est le seul réactif coloré. De plus les produits sont incolores.2. Des ions sont dits spectateurs lorsqu'ils sont présents au cours de la réaction mais n'interviennent
pas dans la réaction chimique.3. L'équation de la réaction est :I2aq+2S2O3aq2-2Iaq-+S4O6aq
2-4.a. Les quantités de matière initiales
Le diiode :
n=1,0.10-2×1.10-3soit n=1,0.10-5mol.Les ions thiosulfate :
n=1,0.10-2×3.10-3soit n=3,0.10-5mol.. Les proportions des réactifs sont telles que le réactif en excès sont les ions thiosulfate.4.b. Les ions thiosulfate étant en excès, à l'état final le mélange est incolore.
5.a. La masse
m0du mélange obtenu.Le volume
V0de la solution.
V0=m0 A.N. :V0=100888soit
V0=1,13.10-1L.
5.b. C1=m1
M1V05.c. Application numérique.
C1=5,0
1,13.10-1×253,8Soit
C1=1,7.10-1mol.L-16.a. On dit que des réactifs sont introduits dans les proportions stoechiométriques lorsqu'ils sont
entièrement consommés à la fin de la réaction.6.b. Quantité de matière
n1de diiode dansV1. n1=1,79.10-1×10.10-3Soit n1=1,79.10-3mol.6.c. Tableau d'avancement.
Réaction I2aq + 2S2O3aq2- 2Iaq- + S4O6aq2-étatsavancementQuantités de matière en mol
initialx=0n1 n200En coursxn1-x
n2-2x2xx final xmaxn1-xmaxn2-2xmax2xmaxxmax7.a. Valeur de n2pour que les réactifs soient dans les proportions stoechiométriques. n1-xmax= n2-2xmax= 0 implique que xmax=n1=n22soit n2=2n1.
A.N. :
n2=2×1,79.10-3soit n2=3,58.10-3mol.7.b. Calcul du volumeV2de thiosulfate de sodium versé pour atteindre l'équivalence.
V2=n2 C2A.N. :V2=3,58.10-3
2,40.10-1soit
V2=1,49.10-2L.
Exercice 2 : Spectrophotométrie
1. Le diiode étant une espèce colorée, absorbe la lumière visible qui est utilisée en
spectrophotométrie. Il est donc aisé d'utiliser la spectrophotométrie.2.a. La solution de diiode étant jaune, elle absorbe la longueur d'onde complémentaire à sa couleur.
Il faut choisir la longueur d'onde de 470 nm (bleu).2.b. " Faire le blanc » consiste à étalonner le spectrophotomètre avec le solvant de la solution
étudiée.
3.a. L'opération qui permet de réaliser une échelle de teinte est la dilution.
3.b. Cette courbe est en accord avec la loi de Beer Lambert car elle traduit une relation de propor-
tionnalité entre l'absorbance et la concentration (A = kC).4.a. Graphiquement on litC1=1,66.10-4mol.L-1.
4.b. On en déduit que Cexp=1,66.10-1mol.L-1car Cexp=1000C1.
5. Calcul de l'écart relatif
r entreC'etCexp r=∣C'-Cexp∣C' A.N. :r=∣1,79.10-1-1,66.10-1∣
1,79.10-1×100soit
r=7,26%. Quelques réponses importantes sur le dernier TPa. D'après la classification périodique, le carbone a 4 électrons sur sa couche externe (dernière
couche), l'oxygène en a 6, l'hydrogène 1 et l'azote 5. b. Règle du duet et de l'octet.Les atomes, dans leur quête de stabilité, veulent saturer leur couche externe à 2 électrons (duet) ou 8
électrons (octet) pour " ressembler » au gaz noble le plus proche.c. Il manque 1 électron à l'hydrogène pour respecter la règle du duet. On en déduit que sa valence
est 1 c'est à dire qu'il peut former une liaison covalence (doublet liant). Il n'a pas de doublet non
liant.Il manque 2 électrons à l'oxygène pour respecter la règle de l'octet. On en déduit que sa valence est
2 c'est à dire qu'il peut former 2 liaisons covalences (doublet liant). Il a 2 doublets non liants.
Il manque 3 électrons à l'azote pour respecter la règle de l'octet. On en déduit que sa valence est 3
c'est à dire qu'il peut former 3 liaisons covalences (doublet liant). Il a 1 doublet non liant.Il manque 4 électrons au carbone pour respecter la règle de l'octet. On en déduit que sa valence est
4 c'est à dire qu'il peut former 4 liaisons covalences (doublet liant). Il n'a pas de doublet non liant.
N.B. : On peut retenir que le nombre de liaisons est égale au nombre d'électrons manquants pour sa-
tisfaire la règle de l'octet ou du duet.d. La liaison covalente est une liaison issue de la mise en commun de 2 électrons par 2 atomes, cha-
cun apportant le sien.e. La formule de Lewis d'une molécule est sa formule développée dans laquelle figure les doublets
non liants s'ils existent. f. La molécule du méthanal est plane car elle a une forme triangulaire.Bon courage pour les révisions
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