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Daniel SapiencePHYSIQUES

SCIENCES

CHIMIQUES

Bacpro

TRONC COMMUN

1 reet T erm

NOUVEAU PROGRAMME

BAC PRO 3 ANS

SL5 SL6 SL7

Livre du professeur

Édition: Clarisse Léon-Darras/Alexandra Fouilleroux

Coordination artistique: Isabelle Jalfre

Fabrication: Maria Pauliat

Composition et schémas: JPM

© Nathan - 25 avenue Pierre de Coubertin - 75013 Paris - 2010

ISBN: 978-2-09-161206-5

4SOMMAIRE

SOMMAIRE

©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

PARTIE 1 - LES TRANSPORTS

CHAPITRE 1 ... Loxydoréduction

Activité 1Réaliser et interpréter des réactions d"oxydoréductionActivité 2Étudier l"action d"un acide sur un métalActivité 3Prévoir le sens d"une réaction d"oxydoréductionActivité 4Découvrir un phénomène de corrosionActivité 5Comprendre pour lutter contre la corrosion

CHAPITRE 2 ... Piles et accumulateurs

Activité 1Fabriquer une pileActivité 2Connaître le principe d"une pileActivité 3Connaître le principe d"un accumulateurActivité 4Produire du courant alternatifActivité 5Utiliser le courant produit par un alternateur automobileActivité 6Étudier le comportement d"une diode en courant continuActivité 7Utiliser une diode en courant continuActivité 8Tracer la caractéristique d"une diodeActivité 9Étudier le comportement d"une diode en courant alternatifActivité 10Redresser un courant alternatifActivité 11Filtrer un courant redressé

CHAPITRE 3 ... Les fluides

Activité 1Déterminer la force de poussée d"ArchimèdeActivité 2Connaître les conditions de flottabilité d"un matériauActivité 3Connaître les conditions d"équilibre d"un corps flottantActivité 4Caractériser la pressionActivité 5Calculer une pressionActivité 6Caractériser la pression et les forces pressantesActivité 7Déterminer la différence de pression entre deux points d"un fluide au reposActivité 8Différencier pression atmosphérique, pression absolue et pression relativeActivité 9Découvrir l"effet Venturi

PARTIE 2 - CONFORT DANS LA MAISON ET L'ENTREPRISE

CHAPITRE 4 ... Le chauffage

Activité 1Déterminer la variation de température de deux matériaux différentsActivité 2Constater les effets d"un transfert de chaleurActivité 3Expliquer la sensation de chaud ou de froidActivité 4Mesurer une résistance à l"aide d"un ohmmètre

Activité 5Vérifier que la puissance d"un conducteur ohmique est donnée par l"expressionU 2 R Activité 6Vérifier que l"énergie d"un conducteur ohmique est donnée par l"expressionU 2

tRActivité 7Savoir que la chaleur et le rayonnement sont deux modes de transfert de l"énergieActivité 8Définir la convectionActivité 9Définir la conductionActivité 10Identifier les produits de la combustion complète d"un hydrocarbureActivité 11Brûler les hydrocarbures pour produire de l"énergie thermiqueActivité 12Écrire et équilibrer l"équation de combustion d"un hydrocarbureActivité 13En savoir davantage sur la combustion des hydrocarbures

CHAPITRE 5 ... Confort et développement durable

Activité 1Différencier énergie et puissanceActivité 2Calculer le rendement d"un appareil de chauffageActivité 3Calculer la résistance thermique d"un matériauActivité 4Calculer un flux thermiqueActivité 5Titrer une solution par un dosage acide baseActivité 6Mesurer le pH d"une solution aqueuseActivité 7Calculer le pH d"une solution aqueuseActivité 8Connaître le mécanisme de formation des ionsActivité 9Connaître l"importance de la dureté d"une eauActivité 10Mettre en évidence la présence d"ions Ca

2+ et Mg 2+

dans une solution aqueuseActivité 11Déterminer expérimentalement le degré hydrotimétrique d"une eauActivité 12Identifier des matières plastiquesActivité 13Distinguer les plastiques recyclables des emballages (norme din 6120)

PARTIE 3 - SON ET LUMIÈRE

CHAPITRE 6 ... Réflexion et réfraction

Activité 1Étudier la propagation de la lumièreActivité 2Vérifier les lois de la réflexionActivité 3Établir la seconde loi de la réfraction

3

5SOMMAIRE

©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

Activité 4Déterminer l'angle limite de réfractionActivité 5Déterminer la déviation d'un rayon lumineux traversant une lame à face parallèleActivité 6Déterminer la déviation d'un rayon lumineux traversant un prismeActivité 7Guider la lumièreActivité 8Dessiner le chemin de la lumière dans une fibre optique

CHAPITRE 7 - Les sons

Activité 1Comprendre la propagation du son dans l'airActivité 2Mesurer une longueur d'ondeActivité 3Mesurer la célérité du son dans l'airActivité 4Vérifier la loi de la réflexion d'une onde sonoreActivité 5Percevoir un sonActivité 6Transmettre un signal sonore par fibre optiqueActivité 6Transmettre un signal sonore par fibre optique (alternative)

CHAPITRE 8 - L"œil et la lumière

Activité 1Simuler un oeilActivité 2Construire l'image créée par une loupeActivité 3Vérifier que le grossissement d'une loupe dépend de sa distance focaleActivité 4Décomposer et recomposer la lumière par un prismeActivité 5Déterminer les longueurs d'ondeActivité 6Connaître les dangers des u.v. pour l'oeilActivité 7Mesurer l'éclairement d'une lampe

CHAPITRE 9 - Les lentilles convergentes

Activité 1Identifier une lentille convergenteActivité 2Différencier image réelle et image virtuelleActivité 3Déterminer les foyers image et objet d'une lentille convergenteActivité 4Déterminer la distance focale d'une lentille mince convergenteActivité 5Vérifier les formules de conjugaison et de grandissementActivité 6Construire une image

CHAPITRE 10 - Lumière et couleur

Activité 1Caractériser un rayonnement monochromatiqueActivité 2Utiliser un spectroscope à réseauActivité 3Observer des spectres lumineuxActivité 4Réaliser une synthèse additiveActivité 5Déterminer une couleur par synthèse additiveActivité 6Mettre en évidence l'effet d'un filtre de couleur primaire Activité 7Mettre en évidence l'effet d'un filtre de couleur secondaireActivité 8Réaliser une synthèse soustractiveActivité 9Déterminer la couleur d'un objet éclairé

CHAPITRE 11 - Reproduire un signal sonore

Activité 1Déterminer les caractéristiques de l'action d'un aimantActivité 2Créer un champ magnétique avec une bobineActivité 3Déterminer les pôles nord et sud d'une bobineActivité 4Mesurer la valeur d'un champ magnétiqueActivité 5Déterminer le sens de déplacement d'un conducteurActivité 6Déterminer la bande passante d'un haut-parleurActivité 7Comparer les courbes de réponse de trois haut-parleursActivité 8Connaître le principe de fonctionnement d'un haut-parleurActivité 9Produire une tension induite alternativeActivité 10Calculer un flux magnétiqueActivité 11Faire varier le flux pour produire un courantActivité 12Déterminer le sens du courant induitActivité 13Connaître le principe de fonctionnement d'un microphoneActivité 14Déterminer la bande passante d'un microphone

CHAPITRE 12 - L"imagerie numérique

Activité 1Connaître le principe de l'effet photoélectriqueActivité 2Mesurer l'éclairement d'une lampeActivité 3Caractériser un rayonnement lumineux par sa longueur d'ondeActivité 4Distinguer flux lumineux et flux énergétiqueActivité 5Distinguer éclairement et intensité lumineuseActivité 6Étalonner une photorésistance en fonction de l'éclairementActivité 7Déterminer la directivité d'un éclairementActivité 8Tracer la courbe de sensibilité spectrale d'une photorésistance

Passons la certification intermédiaire - Contrôle en Cours de F ormation ...............154 Passons la certification intermédiaire - Épreuve ponctuelle Passons le BAC PRO - Contrôle en Cours de Formation

Passons le BAC PRO - Épreuve ponctuelle

4

OBJECTIFS DU CHAPITRE

Reconnaître une oxydation et une réduction.

Placer un élément dans la classification électrochimique.

Prévoir le sens d'une réaction.

Écrire et équilibrer les équations d'oxydoréduction.

Loxydoréduction

CHAPITRECHAPITRE

©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

1.Quels agents chimiques favorisent la corrosion des carrosseries automobiles?

2.Comment protège-t-on les carrosseries automobiles?

Réponses à la page 18

QUESTIONS

1 1 13 5 14 ©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

RÉALISER ET INTERPRÉTER

DES RÉACTIONS D"OXYDORÉDUCTION

Activité

1

1. Oxydants et réducteurs

MODE OPÉRATOIREE.

1.Versezenviron 100 mL de solution de sulfate de cuivre

(Cu 2+ , SO 42-
) dans le bécher A.

2.Introduisezla lame de zinc (Zn) dans la solution.

3.Versezenviron 100 mL de solution de sulfate de zinc

(Zn 2+ , SO 42-
) dans le bécherB.

4.Introduisezla lame de cuivre (Cu) dans la solution.

5.Attendez10 minutes, puis versezenviron 5 mL de la

solution du bécher Adans un tube à essais. Ajoutez-y quelques gouttes de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium.

OBSERVATIONE.

, caractéristique du cuivre (Cu). zinc (Zn 2+ ) présents dans la solution.

CONCLUSIONE.

de formule Zn 2+ en perdant 2 électrons. Les atomes de zinc sont des réducteurs.

La réaction s'appelle une oxydation.

Une oxydation est une

perted'électrons.

Les ions Cu

2+ se sont transformés en cuivre métallique Cu en gagnant

2 électrons.

2+ sont des oxydants. La réaction s'appelle une réduction.

Une réduction est un

gaind'électrons. est toujours égal au nombre d'électrons gagnés par l' oxydantau cours de la réduction. réduction.

Le bilan de la réaction s'écrit :

Zn?Zn 2+ +2e Cu 2+ +2e ?Cu Cu 2+ +Zn?Zn 2+ + Cu Aucune réaction ne se produit dans le bécher B, les ions Zn 2+ n'oxydent pas le cuivre.

Les ions Cu

2+ sont plus oxydants que les ions Zn 2+

Matériel

Deux béchers de

250 mL étiquetés

Aet B

Un tube à essais

Une lame de zinc

Une lame de cuivre

Une solution de

sulfate de cuivre

à 0,1 mol/L

Une solution de

sulfate de zinc

à 0,1 mol/L

Une solution

aqueuse d'hydroxyde de sodium à 0,1 mol/L

Un erlenmeyer

marqué "récupération des produits usagés» AB 6 ©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

2. Pouvoir oxydant

MODE OPÉRATOIREE.

1.Introduisezle copeau de cuivre dans un tube à essais propre.

2.Versez2 cm

3 de la solution de nitrate d'argent (Ag , NO 3

OBSERVATIONE.

l' argentà l'état métallique.

CONCLUSIONE.

ont gagné un électron, ils ont été réduits.

Ce sont des

oxydants . pour donner des ions cuivre II, de formule Cu 2+ . Les atomes de cuivre ont été oxydés, ce sont des réducteurs. de cuivre: les ions cuivre II Cu 2+ n"oxydentpas les atomes d'argent.

Les ions Ag

sont plus oxydantsque les ions Cu 2+ qui sont eux même plus oxydants que les ions Zn 2+ Cu?Cu 2+ +2e 2 Ag +2e ?2 Ag 2 Ag +Cu?Cu 2+ + 2 Ag

Dans la première expérience, l'ion Cu

2+ est l' oxydant , alors que dans la seconde expérience, l'atome de cuivre Cu est le réducteur. Le couple Cu 2+ /Cu constitue un couple oxydant-réducteur.

Pouvoir oxydant croissantZn

2+ Cu 2+ Ag

Matériel

Un tube à essais

Une solution de

nitrate d'argent

Un copeau

de cuivre

Un erlenmeyer

marqué "récupération des produits usagés» 7 16 ©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

ÉTUDIER L"ACTION D"UN ACIDE

SUR UN MÉTAL

Activité

2 Attention:Il faut porter une blouse, des gants et des lunettes de protection pour manipuler la solution d'acide chlorhydrique dont la concentration est supérieure à 10 -2 mol/L.

MODE OPÉRATOIREE.

1.Introduisezle copeau de cuivre dans le tube Aet trois morceaux de grenaille de zinc

dans le tube B.

2.En présence du professeur:

a)à l'aide d'une pipette munie de son dispositif de prélèvement, versez5 mL de la solu- tion d'acide chlorhydrique dans les deux tubes; b)bouchezle tube Bquelques instants, puis présentezune allumette enflammée à l'ori- fice du tube.

3.Lorsque la réaction est terminée, prélevezenviron la moitié de la solution du tube B

et introduisez-ladans le tube C.

4.Ajoutezquelques gouttes de solution d'hydroxyde de sodium dans le tube C.

OBSERVATIONE.

,Cl ) réagit avec le zinc en donnant un dégagement gazeux . La légère détonationentendue lorsqu'on approche une allumette enflammée de l'orifice du tube Best caractéristique d'un dégagement de dihydrogène. la présence d'ions zinc II de formule Zn 2+

CONCLUSIONE.

Zn + 2H

?Zn 2+ + H 2 subissent une réduction. sont plus oxydants.que les ions Zn 2+ ne réagissent pas avec le cuivre. Les ions Cu 2+ sont plus oxydants que les ions H sur le schéma ci-dessous à l'emplacement qui leur convient.

Pouvoir oxydant croissantZn

2+ H Cu 2+ Ag A AB

AMatériel

Trois tubes à essais

étiquetés A, Bet C

et un bouchon

Une solution

d'acide chlorhydrique

0,1 mol/L

Un copeau

de cuivre

Trois morceaux

de grenaille de zinc

Une pipette

graduée de 10 mL et son dispositif de prélèvement

Un erlenmeyer

marqué "récupération des produits usagés» 8 18 ©NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit

COMPRENDRE POUR LUTTER

CONTRE LA CORROSION

Activité

5 À l'aide du document 1, écrivez et équilibrez l'équation de l'oxydation du fer par le dioxygène et l'eau.

2Fe ?2Fe

2+ + 4e ; O 2quotesdbs_dbs31.pdfusesText_37

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