Chimie : concours Technicien Montpellier 2014


Compléter le tableau.
Nom de l'atome
Symbole
Nom de l'ion
Symbole
Rubidium
Rb
sulfate
SO42-
Platine
Pt
nitrate
NO3-
Radon
Rn
chrome (III)
Cr3+
Arsenic
As
cobalt (II)
Co2+
Sr
Strontium
hydrogénocarbonate
HCO3-
Zirconium
Zr
perchlorate ClO4-
Nom des composés
Formule
Nom des composés
Formule
permanganate de rubidium
RbMnO4
chromate de plomb
PbCrO4
phosphate de chrome (III)
CrPO4
acide acétique
CH3-COOH
Nitrite de cobalt (II)
CoNO2)2


L'acide fumarique et l'acide maléique sont respectivement les isomères E et Z de l'acide but-2-ène dioïque
Donner la formule brute de cet acide ; donner la représentation de Cram des deux isomères et les identifier.
C4H4O4.
Un ester a pour formule C3H6O2.

Donner les différentes formules semi-développées possibles, et nommer ces esters.

On prépare une solution aqueuse de chlorure d’ammonium [NH4+ + Cl- ] de concentration c = 0,010 mol . L-1, de pH = 5,6. Le volume de la solution est V = 0,10 L.
Calculer la concentration en ions oxonium.[H3O+]= 10-pH = 10-5,6 =2,5 10-6 mol/L.
NH4+ est un acide. Quelle est sa base conjuguée ? NH3.
Ecrire l’équation rendant compte de l’action de NH4+sur l’eau. On nomme (1) cette équation.
NH4+aq + H2O(l) = NH3aq + H3O+aq.
Calculer le taux d’avancement final t de la réaction (1). On pourra dresser un tableau d’avancement.

avancement volumique  (mol/L) NH4+aq + H2O(l) = NH3aq + H3O+aq
initial 0 c solvant 0 0
équilibre x c-x x x = 10-pH
t = x / c = 10-pH/ c =2,5 10-6 / 0,010 =2,5 10-4.
Calculer la constante d’équilibre de la réaction (1).
K = [
NH3aq][H3O+aq] / [NH4+aq] =x2 /(c-x) =(2,5 10-6)2 / (0,010-2,5 10-6 ) =6,3 10-10.




Voici le spectre du proton simplifié de la 4-hydroxy-4-méthyl pentan-2-one.
Donner la formule semi-développée de la molécule étudiée.
 Identifier en les entourant sur la formule, les protons équivalents.

Sur le spectre RMN, à quoi sert le produit présentant un pic à 0 ppm ? Quel produit utilise-t-on le plus souvent ?

Le tétraméthylesilane donne un pic qui sert de référence.

.


On considère la pile électrochimique : Ni / Ni2+ // Ag+ / Ag où l’électrode d’argent constitue le pôle positif. Le volume de chaque demi-pile est V = 1 000 cm3. Les concentrations initiales en ions métalliques sont  : c (Ni2+) = 0,30 mol.L-1 et c (Ag+) = 0,50 mol.L-1 .
L’électrode de nickel est plongée dans la solution de Ni2+ et a un volume de 1,0 cm3.
La pile débite un courant d’intensité I = 50 mA dans une résistance R.
-Masses molaires : MAg = 107,9 g.mol-1 ; MNi = 58,7 g.mol-1 .
-La densité de l’argent est 10,5 et celle du nickel 8,9. La masse volumique de l’eau est ρ = 1 000 kg. m-3.
- On note 1 faraday (1 F) la quantité d’électricité d’une mole d’électrons : 1 F ≈ 96 500 C. mol-1.
Ecrire l’équation de la réaction qui a lieu lorsque la pile débite. L’une des deux électrodes diminue de volume. Laquelle? Justifier.
L'ion argent Ag+ se réduit à la cathode positive : Ag+aq + e- = Ag(s).
Le nickel s'oxyde à l'anode négative : Ni(s) = Ni2+aq +2e-. La masse de cette électrode diminue.
Ni(s) +2Ag+aq = Ni2+aq +2Ag(s).
Combien de temps faut-il pour que cette électrode disparaisse complètement ?
Masse de nickel : m = 1,0*8,9 =8,9 g ; quantité de matière de nickel : n=m / MNi =8,9 / 58,7 =0,15162 mol.
Quantiitéde matière d'électrons : 2n = 0,30324 mol ; quantité d'électricité : Q = 0,30324 *96500 =2,926 104 C.
Dt = Q / I =2,926 104 /0,050 ~5,9 105 s ou 1,6 102 heures.
Calculer alors les concentrations finales des espèces en solution.
Quantité de matière d'ion nickel(II) ajouté : 0,15162 mol..
Quantité de matière initiale d'ion nickel (II) : 0,30 mol ; total : 0,4512 ~0,45 mol dans 1 L.
Quantité de matière d'ion argent disparu : 2*0,15162 =0,30324 mol..
Quantité de matière initiale d'ion argent : 0,50 mol ; bilan : 0,19676 ~0,20 mol dans 1 L.
Calculer le quotient de réaction final Q r,f.
Q r f =[Ni2+aq] f / [Ag+aq]2f =0,4512 / 0,196762 =11,65 ~12.
La constante d’équilibre est K = 7,3 1034. L’équilibre est-il atteint lorsque la pile cesse de fonctionner ? Justifier.
Q r f < K, l'équilibre n'est pas atteint lorsque la pile cesse de fonctionner. Lorsque l'équilibre est atteint Q r f = K.

Voici les spectres IR de l’éther diéthylique et de l’éthanol :

Quelle donnée est représentée en ordonnée ? La transmittance.
Quelle donnée est représentée en abscisse? Donner son unité. Le nombre d'onde en cm-1.
Attribuer à chacun des deux composés son spectre IR en justifiant une seule bande caractéristique.
Spectre 1 : éthanol. Large et forte bande vers 3300 cm-1 due à OH lié par liaisons hydrogène.
Spectre 2 : éther diéthylique : bande caractéristique vers 1200 cm-1 due à deux liaisons  C-O.



Dans 25,0 grammes de méthane, combien y a-t-il de molécules de méthane ?
Combien y a-t-il d’atomes de carbone et d’hydrogène ? Nombre d’Avogrado : 6,022 x 1023 mol -1.
Quantité de matière de méthane : m / M(méthane) = 25,0 / 16,0 =1,5625 mol.
Nombre de molécules de méthane n NA = 1,5625 *6,022 1023 =9,41 1023.
Nombre d'atomes de carbone : 9,41 1023. Nombre d'atomes d'hydrogène : 4*9,41 1023 =3,76 1024.

Déterminez en développant le calcul, le volume qu’occupe 1,00 mole de tout gaz dans les conditions normales de température et de pression (CNTP).
Constante des gaz parfaits = 8,314 J.mol-1.K-1.
Pour un gaz parfait : Vm =nRT/P = 1,00 *8,314 *273 / (1,013 105 )=2,24 10-2 m3 mol-1 = 22,4 L mol-1.

Des expériences ont permis de déterminer la structure de cristaux d’iodure de césium sous une pression de 302 gigapascals (GPa).
Exprimer cette pression en atmosphères et en millibars. 1 atmosphère standard = 1,013 x 105 Pa ;1 bar = 105 Pa.
302 GPa = 302 109 Pa =
302 109 /(1,013 x 105 ) =2,98 106 atm = 2,98 106 bar =  2,98 109 millibars.

Entourer la bonne réponse. Le dihydrogène est : toxique, inflammable, corrosif

Citer trois risques associés à l’utilisation d’une bouteille de 9 m3 (B50) d’argon comprimé. Préciser les mesures de prévention adaptées à ces risques.
Gaz asphixiant ( aération des locaux ) ; risque éclatement bouteilles ou du détendeur, maintenir une température inférieure à 40°C ; arrimer les bouteilles en position verticale afin d'éviter leur chute.
Vous réceptionnez une bonbonne de 50 litres d’azote liquide au rez-de-chaussée de votre bâtiment de recherche. Que faites vous pour la transporter jusqu’à votre laboratoire situé au quatrième étage ?
Bouteille arrimée en position verticale ; port de gants adaptés au gaz cryogéniques et de chaussures de sécurité ; ne pas sopulever la bouteille par le robinet ou le manodétendeur.

Donner la signification des numéros pairs.
2 : dangers pour l'environnement ; 4 : inflammable ; 6 : toxique ; 8 : cancérogène.
Vous devez manipuler de l’acide chlorydrique à 32%.
Donner les numéros des deux pictogrammes figurant sur la bouteille. Quelles précautions devez-vous prendre lors de la manipulation ?
5 : corrosif ; .9 : danger pour la peau, les yeux, les voies respiratoires.
Port de blouse, gants et lunette de protection.

Donner la signification des acronymes suivants :
CHSCT : commission d'hygiène et décurité et des conditions de travail ; INRS : institut national de recherche et de sécurité ; AP : access point ( poit d'accès ) ; alcool pur.
DATI : dispositf d'alarme pour travailleur isolé. ; SST : sauveteur secouriste du travail ; EPI : équipement de protection individuel ; DAE : défibrilateur automatique externe.
En écrivant sa formule de Lewis prédire la configuration d’une molécule de méthanal. Quel est l’état d’hybridation de l’atome de carbone?
Sous quel nom plus courant la molécule de méthanal est-elle connue ?
Hybridation sp2 ; autre nom : formol.




  

menu