3e-DS1-2010-2011

LYCEE PILOTE BOURGUIBA -Tunis-

FERCHIOU

Sciences Physiques

Jeudi 09/12/2010 Classe: 3e Sc.exp5

Devoir de synthèse

Ref : 3é-DS1-2010-2011

(1er Trimestre)

CHIMIE (9 points) Exercice 1 (4 points) Document La composition chimique de quelques antiacides Les antiacides, comme leur nom l'indique, sont des substances qui servent à neutraliser le surplus d'acide chlorhydrique secrété par les cellules G de l'estomac. Les antiacides, donc sont des bases. Le suc gastrique doit toujours se maintenir à un pH très bas (pH 1à 2). Les antiacides doivent être légèrement basiques pour empêcher la neutralisation totale du contenu gastrique. Les principaux hydroxydes utilisés comme antiacides contiennent du magnésium ou de l'aluminium, ils ont un caractère basique. «Il convient de remarquer que les hydroxydes de magnésium et d'aluminium forment une couche gélatineuse qui se dépose sur la muqueuse gastro-intestinale et la protègent de l'acidité. Voici la composition chimique de quelques antiacides.  Alka-Seltzer est formé de bicarbonate de sodium, NaHCO3. Le principal inconvénient causé par l'utilisation de ce sel est le dégagement de gaz carbonique dans l'organisme.  Bicarbonate de sodium est connu sous le nom de «petite vache» ou «soda à pâte». Sa formule chimique est NaHCO3. C'est un sel à caractère basique. On peut expliquer ce caractère basique par la théorie de Bronsted et Lowry qui décrit une base comme toute molécule ou tout ion qui capte un proton (ion H+). NaHCO3 s'ionise dans l'eau pour former l'ion HCO3-(aq). Cet ion capte un proton (H+) pour former H2CO3.  Lait de magnésie contient de l'hydroxyde de magnésium Mg(OH)2. Questions 1. Donner la définition d’une base selon Bronsted et Lowry. 2. a. Alka-Seltzer contient une espèce basique laquelle? b. Ecrire l’équation responsable du dégagement du gaz carbonique après ingestion d’AlkaSeltzer. On donne (CO2, H2O/HCO3-(aq) ) 3. Le Bicarbonate de sodium (NaHCO3), contient une espèce basique. Ecrire le couple acide acide/base auquel elle appartient. 4. Le lait de magnésie est formé par des ions hydroxyde OH- et des ions magnésium. Quelle est la forme acide de l’ion hydroxyde OH- ? Ecrire le couple correspondant. 5. L’acide chlorhydrique secrété par les cellules G de l’estomac réagit avec le NaHCO3 contenu dans le bicarbonate de sodium. a. Quels sont les couples acide base mis en jeu. b. Ecrire l’équation bilan de la réaction qui se produit. 6. L’ion Hydrogénocarbonate HCO3- peut réagir comme un acide ou comme une base. Quels sont les couples auxquels il appartient. Quel est le caractère de l’ion HCO3-. 7. Expliquer pourquoi, malgré le caractère basique des antiacides le suc gastrique reste fortement acide (pH 1 à 2).Que peut-on dire de la réaction qui se produit.

A1 0,25 A2 0,25 A2

0,5

A1

0,5

A1

0,5

A1

0,5

A1

0,5

A1

0,5

A2

0,5

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Exercice 2 (5 points) Analyse quantitative La combustion complète dans le dioxygène d’une masse m=0,88g d’un composé organique oxygéné A de formule brute générale CnH2nOp de masse molaire M = 88 g.mol-1 a donné 1,76 g d’un gaz qui trouble l’eau de chaux. 1) Ecrire l’équation-bilan de la réaction de combustion du composé A dans le dioxygène. 1 A1 0,5 A2 2) Etablir l’expression de la masse molaire M en fonction de n et p. 3) Déterminer la formule brute du composé. 1,5 A2 4) Calculer le volume du dioxygène nécessaire à cette combustion. 1 A2 5) Déterminer quatre isomères de A. 1 A2 On donne : volume molaire VM= 24 L.mol-1, M(C) = 12 g.mol-1, M(O)= 16 g.mol-1,M(H) = 1 g.mol-1

Physique (11 points) Exercice 1 (5 points) Force de Laplace Un cadre rectangulaire horizontal formé de N=20 spires ayant chacune une surface S est fixé à l’extrémité P du fléau d’une balance, mobile autour d’un axe O fixe et horizontal (Voir figure). L’autre extrémité P’ du  fléau supporte un plateau. Le cadre est placé dans un champ magnétique uniforme de vecteur champ B horizontal parallèle au fléau dont le sens est indiqué sur la figure. En absence de courant le fléau est donc horizontal. On négligera le champ magnétique terrestre.

Cadre  B P

C l B

A

L

Vue de dessus du cadre C B

 B

D P A

D

Fléau O Axe de rotation

P’

m

Figure-1-

Un courant électrique continu d’intensités I parcourant le cadre : 1. Indiquer sur un schéma le sens que doit avoir le courant continu pour que le cadre soit entrainé vers le bas. 2. Représenter sur l’un des schémas de la figure -1- la force qui s’exerce sur chacun de cotés du cadre. 3. Sachant que le fléau de la balance est ramené à sa position initiale grâce à une masse m placée dans le plateau, calculer l’intensité I. On donne :

1

A2

1

A2

3

C

  OP’=d= 10 cm ; S =100 cm2 ; ||g || = 9,8 N.kg-1 ; m= 1,28g ; ||B ||=4.10-3T. Page 2 sur 3

Exercice 2 (6 points) Cinématique  Dans un repère R (O, i , j ), le mouvement d’un mobile (M) supposé ponctuel est tel que :       À t= 0 s, son vecteur espace est OM0 = 0 et son vecteur vitesse est V0 = 2( i + j ).    À chaque instant le vecteur accélération est a = -10. j .  1) Déterminer les équations horaires des composantes du vecteur vitesse V et du vecteur  espace OM du mobile.

2

A2

2) a) Etablir l’équation de la trajectoire du mouvement. b) Représenter l’allure de la trajectoire pour t 0.

0,5 0,5

A2 A2

 3) a) Déterminer l’instant t1 pour lequel la vitesse du mobile est colinéaire à i . b) Quelles sont les coordonnées du point M1 position du mobile à cet instant t1 ? c) Déduire l’accélération normale et l’accélération tangentielle à cet instant t 1.    d) Représenter, sur la trajectoire, à cet instant, les vecteurs a, V et OM. 4) Déterminer la valeur du vecteur vitesse du mobile (M) au passage par un point M2(x2,0).

0,5 0,5 0,5

A2 A2 C

0,75 A2 0,75 C

-Fin du sujet -

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