Aurélie 29/05/13
 

 

Suivi d'une cinétique par conductimétrie, optique géométrique, concours technicien chimiste.

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Cinétique et conductimétrie.
Le 2-chloro-2méthyl propane s'hydrolyse suivant la réaction :
(CH3)3CCl + 2H2O ---> (CH3)3COH  + H3O+ + Cl-.
On peut suivre l'évolution de la réaction par conductimétrie.
s = 1000 (lH+ [H3O+] +lCl-[Cl-])
On suppose la cinétique d'ordre 1, de constante de vitesse k.
Etablir la relation entre c0, c, k et t où c = [
(CH3)3CCl] à la date t et c0 =[(CH3)3CCl] à la date t =0 .
v = k c = 1 /Vdx/dt = k c.  V : volume de la solution et x : avancement en mol : x = c0-c.
-dc/dt  = k c ; dc/c = -kdt. Intégrer entre 0 et t :
 ln c -ln c0 = -kt ; ln (c / c0 )= -kt ; c = c0 exp(-kt).
Déduisez-en ln[(soo -s) / soo] = -kt où soo représente la conductivité de la solution quand t tend vers l'infini.
La solution étant électriquement neutre : [H3O+] = [Cl-] = c0-c.
s = 1000 (lH+  +lCl-) (c0-c) ; soo = 1000 (lH+  +lCl-) c0 ;  (soo -s) / soo=c/c0.
ln[(soo -s) / soo]= ln(c/c0) = -kt.
On place sur un agitateur magnétique un becher contenant 80 mL d'un mélange eau-acétone et 20 mL de (CH3)3CHCl de concentration c0 = 0,1 mol/L dans l'acétone puis on y introduit la cellule conductimétrique. On enregistre s en fonction du temps et les valeurs y =
ln[(soo -s) / soo].
t(s)
0
30
60
80
100
120
y
0
-0,34
-0,66
-0,89
-1,13
-1,33
Vérifier graphiquement que la cinétique est d'ordre 1. Déduisez-en k et préciser son unité.


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Optique géométrique.
Soit une lentille convergente L de centre optique O et un objet réel AB de 1 cm de hauteur. Si on place l'objet AB à 8 cm en avant de O, on obtient une image A'B' réelle renversée, de même taille que l'objet, située à 8 cm après O.
A traiter graphiquement.
Placer l'image A'B', construire deux rayons lumineux permettant de placer F et F'. Justifier par une phrase chaque construction. Déduire la distance focale OF'.

OF' = 4 cm.
Tout rayon incident parallèle à l'axe optique émerge en passant par le foyer image.
Tout rayon incident passant par le foyer objet émerge parallèlement à l'axe optique.
A traiter algébriquement.
La lentille précédente porte l'indication +25 dioptries.
Retrouver par le calcul, la distance focale.
f' = 1/25= 0,04 m = 4,0 cm.
Déterminer par le calcul la position de l'objet si l'image obtenue par cette lentille est située à 16 cm en avant du centre optique.





Préciser la nature de l'image. Justifier.
L'image étant située à gauche de la lentille ( devant la lentille ) est virtuelle.
Calculer sa taille.

L'image est cinq fois plus grande que l'objet : A'B' = 5,0 cm.
Déduisez-en son sens.
Le grandissement étant positif, l'image et l'objet sont de même sens
Quelle est l'application pratique de cette position de l'objet ?
La lentille fonctionne en loupe.




  


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