Aurélie juin 04

Physique - Chimie

services de santé des armées d'après concours 2004

ondes - oscillations mécaniques - projectile- radioactivité - acide base - conductivité, cinétique, pile

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.



.
.


Ondes (4 points)

  1. Ondes mécaniques
    Un vibreur est le siège d’un mouvement vibratoire périodique de fréquence f = 100 Hz. Les vibrations qu’il crée se propagent le long d’une corde élastique, à partir de son extrémité S, avec la célérité v = 8,0 m.s–1.
    - Exprimer littéralement puis calculer la longueur d’onde l de l’onde qui se propage le long de la corde.
    - Comparer le mouvement d’un point A situé à 16 cm du point S à celui d’un point B situé à 40 cm de S. Justifier.
  2. 2. Ondes sonores
    Les chauves-souris sont capables de repérer leurs proies grâce aux ondes ultrasonores. Elles émettent des ultrasons et l’analyse de l’écho renvoyé par les proies permet de localiser celles-ci. On suppose qu’une chauve-souris veuille repérer un insecte situé à une distance d = 3,5 m d’elle. La chauve-souris et l’insecte sont immobiles dans le référentiel terrestre. La vitesse de propagation des ondes ultrasonores dans l’air est v = 350 m.s–1. Le milieu ambiant est supposé homogène et non dispersif.
    - Définir un milieu non dispersif.
    - Quelle doit-être la durée maximale de l’émission pour que le front de l’onde réfléchie ne se superpose pas à l’onde émise ?
  3. 3. Ondes lumineuses
    La lumière monochromatique issue d’un laser est diffractée par une fente fine verticale de largeur a. La figure de diffraction est observée sur un écran situé à la distance D de la fente. La largeur de la tache centrale a pour valeur 2d. On appelle écart angulaire l’angle q entre le milieu de la tache centrale et la première extinction.
    - Faire une figure claire, dans le plan horizontal contenant le faisceau laser et la figure de diffraction, en y indiquant les grandeurs d, D et q.
    - L’écran est situé loin de la fente et l’écart angulaire est petit : on peut faire l’approximation q =tan q. ( q étant exprimé en radians). En déduire l’expression de q en fonction de d et D.
    - L’écart angulaire q dépend de la longueur d’onde l de la radiation utilisée ainsi que de la largeur de la fente. Donner l’expression littérale correspondante.
    - En déduire l’expression littérale de la longueur d’onde l en fonction de d, D et a.
    - Calculer la longueur d’onde l sachant que a = 0,10 mm, D = 2,0 m et d = 2,0 cm.

 


corrigé
longueur d'onde
l =v /f = 8/100 = 0,08 m.

mouvement d’un point A situé à 16 cm (soit 2l) du point S : A et S sont distants d'un nombre entier de longuer d'onde : ils vibrent en phase

mouvement d’un point B situé à 40 cm ( soit 4,5 l ) de S : A et B sont distants d'un nombre impair de demi longueur d'onde : ils vibrent en opposition de phase

Dans un milieu non dispersif la célérité des ondes est indépendante de la fréquence des ondes.

durée maximale de l’émission pour que le front de l’onde réfléchie ne se superpose pas à l’onde émise :

l'émission doit cesser dès que le front de l'onde réfléchie atteint le récepteur ( la chauve souris) ; onde incidente et réfléchie ont parcouru 2d=7 m à la célérité de 350 m/s.

t= d/v= 7 / 350 = 0,02 s.

l= ad/D avec a= 10-4 m ; d= 0,01 m et D= 2m

l= 10-4* 10-2/2 = 0,5 10-6 m = 500 nm.




(6 points)

Un pendule élastique est constitué d’un mobile de masse m = 100 g pouvant se déplacer sur un banc à coussin d’air horizontal. Ce mobile est attaché à un point fixe par un ressort à spires non jointives de raideur k = 10 N.m–1. À l’équilibre, la position du centre d’inertie du mobile coïncide avec le point O, origine du repère (O ; i ). On écarte le solide de sa position d’équilibre et on le lance avec une vitesse v0 à un instant pris comme origine des dates.

Le référentiel terrestre est considéré comme galiléen pendant la durée de l’étude. Les frottements exercés par l’air peuvent être modélisés par une force f colinéaire et de sens opposé au vecteur vitesse v du centre d’inertie G du mobile telle que la valeur de f soit f=mv

  1. Exprimer la coordonnée Fx de la force F exercée par le ressort sur le solide en fonction de l’abscisse x du centre d’inertie G.
  2. Exprimer la coordonnée fx de la force de frottement f en fonction de la coordonnée vx du vecteur vitesse v .
  3. Faire le bilan des forces appliquées au solide lors de son mouvement (t = 0). Représenter ces forces, sans souci d’échelle, sur deux schémas différents numérotés, (dans chacun des cas, le mobile sera représenté dans la position qu’il occupe sur le schéma ci-dessus à l’instant de date t1 :
    - schéma n°1 : lorsque le mobile s’éloigne de sa position d’équilibre ;
    - schéma n°2 : lorsque le mobile s’approche de sa position d’équilibre.
  4. En appliquant la deuxième loi de Newton, établir l’équation différentielle vérifiée par l’abscisse x du centre d’inertie G du mobile.
  5. On suppose maintenant que les frottements exercés par l’air sont négligeables. Dans ce cas, l’équation différentielle du mouvement admet une solution de la forme x = Xm cos (2p t/T0+j0)
    - Donner l’expression littérale de la période propre T0 en fonction des grandeurs caractéristiques de l’oscillateur. Calculer T0.
    - Calculer les valeurs de Xm et de j0 sachant que : x(t = 0) = x0 = + 2,0 cm et vx(t = 0) = v0x = – 0,20 m.s–1.

corrigé

projection sur l'axe horizontal : ( attention l'abscisse x est négative , solide à gauche de O) Fx = -kx

déplacement à droite, la vitesse a le sens de l'axe v>0 et fx = -mv: -kx -mv = mx" avec v= dx/dt = x'

mx" +mx'+kx =0

déplacement à gauche, la vitesse a le sens contraire de l'axe v <0 et fx = -mv : -kx -mv = mx" avec v= dx/dt = x'

mx" +mx'+kx =0.


x = Xm cos (2p t/T0+j0)

période T0 = 2p(m/k)½= 2*3,14(0,1/10)½ = 6,28 * 0,1 = 0,628 s.

l'énergie mécanique au moment du lâcher à t=0 est à la fois sous forme potentielle élastique et sous forme cinétique :

E=½kx²0 + ½mv²0 = 0,5*10*0,02²+0,5*0,1*0,2² = 4 10-3 J

lorsque la vitesse est nulle, l'énergie mécanique est sous forme potentielle élastique ½kX²m avec Xm, l'amplitude en mètre.

l'énergie mécanique se conserve ( absence de frottement) 4 10-3 = ½kX²m

Xm = (8 10-3 / 10)½ = 2,8 10-2 m = 2,8 cm.

phase à t=0 :

x(t=0) = 0,02 = 0,028 cos j0 soit cos j0 = 2/2,8 = 0,714 soit j0 =0,77 rad ou bien j0 = -0,77 rad

vitesse , dériver x(t) par rapport au temps : x' = v = -Xm2p /T0 sin (2p t/T0+j0)

vitesse à t=0 : -0,2 m/s soit 0,2 = Xm2p /T0 sin j0 ;

Xm2p /T0 étant positif alors sin j0 doit être positif et en conséquence j0 = 0,77 rad.

 

mouvement d'un projectile (4 points)

Un jongleur lance une balle d’un point O, verticalement vers le haut, avec une vitesse v0 . Le centre d’inertie G de la balle s’élève verticalement jusqu’au point A, situé à une hauteur h au dessus du point O, avant de redescendre. La balle, de masse m, est considérée comme ponctuelle et en mouvement de chute libre. Dans le référentiel terrestre, considéré comme galiléen pendant la durée de l’étude, on choisit un axe (Oy) vertical et ascendant, ayant pour origine le point O de lancement. L’instant du lancement de la balle est choisi comme instant origine des dates. On note g la valeur du champ de pesanteur.

  1. Établir l’équation différentielle vérifiée par la coordonnée vy du vecteur vitesse v de la balle.
  2. Résoudre analytiquement cette équation.
  3. En déduire que le mouvement de la balle comporte bien une phase de montée et une phase de descente. Exprimer la date t1 du changement de phase en fonction de v0, valeur de la vitesse initiale, et de g.
  4. Déterminer l’équation horaire y = f(t) du mouvement de la balle.
  5. Exprimer la valeur v0 de la vitesse en fonction de h et g.

 


corrigé
la chute étant libre, la balle n'est soumise qu'à son poids, vertical, orienté vers le bas

la seconde loi de Newton conduit à accélération a, verticale, orientée vers le bas, de valeur g.

la vitesse est une primitive de l'accélération : vy= -gt +v0.

la vitesse initiale vaut v0, puis la vitesse diminue durant la montée; la vitesse s'annule à t1=v0/g puis la balle redescend et la vitesse crôit jusqu'à la valeur v0, atteinte juste avant de toucher le sol.

la position de la balle est une primitive de la vitesse :y(t) = -½gt²+v0t.

à la date t1=v0/g : y(t1)=h

h= -½g(v0/g)2+v0v0/g =½v0² /g soit v0² = 2gh.



réactions nucléaires (6 points)

Données : iode I ( Z=53) ; xénon Xe (Z=54) ; césium Cs (Z= 55) ; baryum Ba (Z= 56) ; lanthane La (Z=57)

La masse du noyau d’un élément X sera notée mX . mp = masse du proton ; mn = masse du neutron

Un réacteur de centrale nucléaire fonctionne à l’uranium enrichi (3% d’uranium 235 fissile et 97% d’uranium 238 non fissile).

  1. Le noyau d’uranium 235
    - Donner la composition du noyau d’uranium 23592 U.
    - Donner l’expression du défaut de masse |Dm| de ce noyau en utilisant les notations définies précédemment.
    - Donner l’expression de l’énergie de liaison du noyau d’uranium 23592 U. Préciser les unités.
  2. Fission de l’uranium 235
    Par capture d’un neutron lent, un noyau d’uranium 235 subit une réaction de fission d’équation :
    23592 U + 10n -->x54 Xe + 94y Sr + 310n
    - Calculer les valeurs de x et de y en précisant les lois de conservation utilisées.
    - Donner l’expression de l’énergie libérée par la fission d’un noyau d’uranium 23592 U en utilisant les notations définies précédemment.
  3. Désintégration du noyau de césium 137
    Les produits de fission sont radioactifs et se transmutent en d’autres produits, eux-mêmes radioactifs. Parmi ces déchets, on trouve le césium 137, radioactif ß, dont la demi-vie t1/2 = 30 ans.
    - Écrire l’équation de la désintégration d’un noyau de césium 137, le noyau fils étant formé dans un état excité.
    - Quelle est la nature du rayonnement émis lors de la désexcitation du noyau fils ?
    - Définir la demi-vie d’un noyau radioactif.
    - À un instant choisi comme origine des dates, on dispose d’un échantillon de césium 137 de masse m0. Donner l’expression littérale de la masse m de césium 137 restant à l’instant de date t en fonction de m0 et de t1/2 .
    - Montrer qu’à la date t = n t1/2, la fraction de la masse initiale restante vaut : m/m0 = 1/ 2n.
    - En déduire la durée approximative au bout de laquelle la masse restante de césium 137 est égale à 0,1% de sa masse initiale.

corrigé
omposition du noyau d’uranium 23592 U : 92 protons et 235-92 =143 neutrons.

défaut de masse |Dm| = |masse des neutrons et protons isolés et au repos - masse du noyau|

|Dm| =|92 mp+143 mn- mU|

énergie de liaison du noyau d’uranium 23592 U , énergie qu'il faut fournir au noyau pris au repos pour le dissocier en ses nucléons : |Dm| c², exprimée en joule.


23592 U + 10n -->x54 Xe + 94y Sr + 310n
conservation de la charge : 92 = 54 + y soit y =38.

conservation du nombre de nucléons : 235+1 = x + 94 + 3 soit x =139.

expression de l’énergie libérée par la fission d’un noyau d’uranium 23592 U :

|Dm| =|mXe + mSr + 2mn-mU| ; E=|Dm| c².


désintégration d’un noyau de césium 137

13755 Cs-->13756 Ba* + 0-1e suivi de :13756 Ba* -->13756 Ba +00g.

le noyau de baryum excité libére de l'énergie sous forme d'un photon g en revenant à l'état fondamental.

la demi-vie d’un noyau radioactif est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux initiaux se sont désintégrés.

m(t) = m0 exp(-lt) avec lt½ = ln2

ln( m/m0) = -l t = -t / t½ ln2

on pose n =t / t½ d'où ln( m/m0) = -n ln2 = ln2-n ; soit m/m0 =2-n ; m/m0 = 1 /2n.

durée approximative au bout de laquelle la masse restante de césium 137 est égale à 0,1% de sa masse initiale :

m= 10-3 m0 ; m/m0= 10-3 ; 10-3 = 2-n soit ln 10-3 = - n ln2 ; n = ln1000 / ln 2 =6,9 / 0,69 = 10

la durée est voisine de 10 demi-vie. t = 10 t½.



étude de deux acides (9 points)

On se propose de comparer, à partir de mesures pH-métriques, le comportement de deux acides : l’acide nitreux (HNO2 ) et l’acide hypochloreux (HOCl).

  1. Étude théorique préliminaire :
    On dispose d’un volume V d’une solution aqueuse d’un acide HA de concentration molaire en soluté apporté c. La transformation mettant en jeu la réaction de l’acide HA avec l’eau n’est pas totale.
    - Écrire l’équation de la réaction de HA avec l’eau.
    - Dresser le tableau descriptif de l’évolution du système chimique en utilisant les grandeurs V, c et xéq , avancement dans l’état d’équilibre du système chimique.
    - Exprimer les concentrations molaires effectives des espèces chimiques présentes dans l’état d’équilibre en fonction de c et de la concentration molaire effective en ions oxonium à l’équilibre [H3O+]éq.
    - En déduire l’expression du quotient de réaction dans l’état d’équilibre Qr,éq en fonction de [H3O+]éq et de la concentration molaire c.
    - Exprimer, en fonction de [H3O+]éq et de c, le taux d’avancement dans l’état d’équilibre.
  2. Préparation d’une solution de concentration déterminée :
    On dispose du matériel suivant :
    • Béchers de 50 mL, 100 mL et 250 mL.
    • Éprouvettes graduées de 10 mL, 20 mL, 50 mL et 100 mL.
    • Fioles jaugées de 50 mL, 100 mL et 250 mL, volume délivré à 0,1 % près.
    • Pipette graduée de 10 mL à ± 0,1 mL.
    • Pipette jaugée de 10 mL à ± 0,05 mL.
    • Poire à pipeter.
    On veut préparer une solution S de l’acide HA de concentration molaire en soluté apporté c = 1,00 × 10-3 mol.L-1 à partir d’une solution mère S0 de concentration molaire en soluté apporté c0 = 1,00 × 10-2 mol.L-1.
    - Quelle est la verrerie à utiliser ? Justifier.
    - Décrire le protocole.
  3. Étude expérimentale :
    On a effectué un ensemble de mesures de pH pour des solutions d’acide nitreux et d’acide hypochloreux de diverses concentrations molaires en soluté apporté à une température de 25°C. Le tableau ci-dessous donne les valeurs moyennes des résultats des mesures et une partie de leur exploitation.

    c (mol/L)
    pH
    [H3O+]éq
    Qr, éq
    -log Qr, éq
    acide nitreux
    0,001
    3,3
    5 10-4
    5 10-4
    3,3
    0,005
    2,87
    1,4 10-3
    5 10-4
    3,3
    0,01
    2,7



    acide hypochloreux
    0,001
    5,15
    7,1 10-6
    5 10-8
    7,3
    0,005
    4,8
    1,6 10-5
    5 10-8
    7,3
    0,01
    4,65
    2,2 10-5
    5 10-8
    7,3
    -Calculer les valeurs manquantes du tableau : présenter les calculs sous forme littérale avant d’effectuer les applications numériques.
    - Calculer, pour une même concentration molaire en soluté apporté c = 1,00 × 10–3 mol.L-1, les valeurs des taux d’avancement, dans l’état d’équilibre, de la réaction de chaque acide avec l’eau.
    - Comparer le comportement des deux acides en solution aqueuse.
    - Donner la définition de la constante d’acidité KA d’un couple acide/base et en déduire son expression.
    - Expliquer comment les résultats de cette étude expérimentale permettent de trouver les valeurs respectives des pKA des deux couples.

corrigé
HA + H2O = A- + H3O+.

HA
+ H2O
= A-
+ H3O+
initial
Cv
solvant, très grande quantité
0
0
en cours
Cv-x
x
x
équilibre( fin)
Cv-xéq
xéq
xéq
[A- ]éq=[ H3O+]éq=
xéq / v ; [HA]éq=C-xéq / v = C-[ H3O+]éq

quotient de réaction dans l’état d’équilibre Qr,éq = [A- ]éq[ H3O+]éq/[HA]éq

Qr,éq = [ H3O+]éq2/[HA]éq=[ H3O+]éq2/ (C-[ H3O+]éq)

taux d'avancement final : t = xéq/xmax = xéq/Cv =[ H3O+]éq/C.


Le facteur de dilution est de 10 ( rapport des concentrations)

le volume de la pipette graduée doit être 10 fois plus petit que celui de la fiole jaugée

prélever 10 mL de la solution mère S0 à l'aide d'une pipette graduée.

placer dans un fiole jaugée de 100 mL et compléter jusqu'au trait de jauge à l'aide d'eau distillée. Homogénéiser.


[H3O+]éq = 10-pH = 10-2,7 = 2 10-3 mol/L.

Qr,éq = [ H3O+]éq2/ (C-[ H3O+]éq) = (2 10-3)2 / (0,01-2 10-3) = 4 10-6 / 8 10-3 = 5 10-4 .

-log Qr,éq = - log (5 10-4) = 3,3.

valeurs des taux d’avancement, dans l’état d’équilibre, de la réaction de chaque acide avec l’eau : [ H3O+]éq/C.
acide nitreux : 5 10-4 / 10-3 = 0,5.

acide hypochloreux : 7,1 10-6 / 10-3 = 7,1 10-3.

l'acide nitreux est beaucoup plus dissocié que l'acide hypochloreux.

la réaction de l'acide nitreux avec l'eau est très avancée alors que l'acide hypochloreux ne réagit pratiquement pas avec l'eau.

constante d’acidité KA d’un couple acide/base : Ka = Qr, éq =[A- ]éq[ H3O+]éq/[HA]éq

pKa = -log Qr, éq

la dernière colonne du tableau donne les valeurs des pKa, valeurs qui ne dépendent que de la température et non pas de la concentration apportée en acide.



Cette partie comporte trois exercices. Chaque exercice comporte des affirmations indépendantes .Toute réponse doit être accompagnée de justifications ou de commentaires. A chaque affirmation, vous répondrez donc par VRAI ou FAUX, en justifiant à l’aide de définitions, de tableau d’avancement, de calculs, d’équations…

  1. Conductimétrie : on prépare un volume V = 1,0 L de solution d’acide fluorhydrique par dissolution d’une quantité de matière n = 1,0 × 10-3 mol de fluorure d’hydrogène HF dans l’eau. On mesure, à 25°C, la conductivité de la solution. La valeur obtenue est s= 22,3 × 10-3 S.m-1
    Données : conductivités molaires ioniques à 25°C en S.m2 .mol-1: lH3O+ = 35 × 10-3 ; l F- = 5,5 × 10-3
    - La transformation chimique est modélisée par l’équation de la réaction suivante :
    HF(aq) + H2O(l) = H2F+(aq) + OH-(aq)
    - L’avancement final de la réaction est xf = 0,55 mmol.
    - La constante de la réaction a pour expression KA = x²f / ((n-xf)²V)
    - La valeur de la constante de réaction est KA = 0,68
  2. Cinétique de réaction : on suit par spectrophotométrie la cinétique de la réaction des ions iodure avec les ions peroxodisulfate qui conduit à la formation du diiode et d’ions sulfate. L’équation de la réaction est la suivante :
    S2O82-(aq) + 2I-(aq) = I2 (aq) + 2 SO42-(aq)
    Les concentrations molaires et les volumes des solutions réactives introduites sont les suivants : [S2O82-] = C1 = 0,50 mol/L ; V1 = 10,0 mL ; [ I- ] = C2 = 0,020 mol/L ; V2 = 10,0 mL
    On a obtenu la courbe ci-dessous donnant l’absorbance A du système chimique en fonction du temps t . On en a déduit la courbe donnant la concentration molaire en diiode en fonction du temps.

    Une solution de diiode jaune absorbe dans le bleu. Les ions de la solution sont incolores.
    - La longueur d’onde choisie pour le suivi spectrophotométrique correspond à une radiation jaune.
    - La loi de Beer-Lambert utilisée s’écrit A = e × l × [I2] avec « l » épaisseur de la cuve, e le coefficient d’absorbance pour la longueur d’onde choisie. La valeur de « e × l » pour cette cinétique est environ égale à 0,42 L.mol-1.
    - La transformation est totale.

  3. Etude de la pile Plomb/Zinc : on réalise les demi-piles Zn2+(aq) / Zn(s) et Pb2+(aq) / Pb(s). Chaque demi-pile contient 100 mL de solution de concentration molaire en ions Zn2+ et Pb2+ égale à 1,00 mol.L-1. Les électrodes en Zinc et en Plomb sont en très large excès. On considère la réaction Zn(s) + Pb2+(aq) = Zn2+(aq) + Pb(s) dont la constante d’équilibre a pour valeur K = 2 × 10+21
    - La valeur du quotient de réaction dans l’état initial est égale à 1.
    - Le système évolue dans le sens inverse de la transformation considérée.
    - Lorsque l’équilibre est atteint, [Pb2+] = 0 mol.L-1.
    - La lame de zinc constitue l’électrode positive de la pile.
    - La lame de plomb est le siège d’une oxydation.
    - La masse de plomb maximale formée est 0,207 g.
    - La pile en fonctionnement est un système en équilibre.

Données : M (Zn ) = 65,4 g.mol-1 M ( Pb ) = 207 g.mol-1


corrigé
faux : l’équation de la réaction doit être : HF + H2O = H3O+ + F-.


HF
+ H2O
= F-
+ H3O+
initial
Cv = 10-3 mol
solvant, très grande quantité
0
0
en cours
10-3 -x
x
x
équilibre( fin)
10-3 -xéq
xéq
xéq
s = lH3O+[ H3O+]éq +l F-[F- ]éq=(lH3O++l F-)xéq / v =(lH3O++l F-) 103 xéq avec v= 1 L = 10-3 m3

xéq =s /(lH3O++l F-) = 22,3 /(35+5,5)10-3 = 0,55 mmol. exact.

[A- ]éq=[ H3O+]éq= xéq / v ; [HA]éq=(n-xéq )/ v

constante de réaction ou quotient de réaction dans l’état d’équilibre Qr,éq = [A- ]éq[ H3O+]éq/[HA]éq

Qr,éq = x²f / ((n-xf)v) la proposition est donc fausse.
valeur de la constante de réaction est KA =(0,55 10-3)2 / ((1-0,55)10-3)= 0,68 10-3; le volume est v= 1 L.

la valeur proposée est donc fausse.


le diiode absorbe dans le bleu et transmet la couleur complémentaire le jaune

on doit choisir une radiation bleu pour laquelle l'absorption de la solution de diiode est maximum. ( proposition fausse)

La loi de Beer-Lambert utilisée s’écrit A = e × l × [I2] soit e × l = A / [I2]

à t supérieur à 40 minutes la concentration en diiode de varie plus et vaut 5 10-3 mol/L tandis que l'absorbance est voisine de 2,1.

e × l = A / [I2] = 2,1 / 5 10-3 = 420 L/mol ; la valeur proposée est donc fausse.


S2O82-(aq)
+ 2I-(aq)
= I2 (aq)
+ 2 SO42-(aq)
initial
C1V1= 5 10-3 mol
C2V2= 2 10-4 mol
0
0
en cours
5 10-3 -x
2 10-4 -2x
x
2x
fin
5 10-3 -xmax
2 10-4 -2xmax
xmax
2xmax
si le thiosulfate est en défaut :
5 10-3 -xmax =0 soit xmax = 5 10-3 mol

si l'ion iodure est en défaut : 2 10-4 -2xmax =0 et xmax =10-4 mol , valeur à retenir

on obtient au plus, si la transformation est totale 10-4 mol de diiode dans 20 mL

[ I2]fin = 10-4 / 0,02 = 5 10-3 mol/L = 5 mmol/L ( valeur lue sur le graphe)

donc transformation totale et la proposition est vraie.


Zn(s) + Pb2+(aq) = Zn2+(aq) + Pb(s)

Qr= [Zn2+] / [Pb2+] ; Qr i= [Zn2+]i / [Pb2+]i = 1 vrai.

Qr i< K donc évolution spontanée dans le sens direct : la proposition est fausse.

les ions Pb2+ sont réduits et disparaissent de la solution : la pile est usée quand ces ions Pb2+ ont tous disparu.

[Pb2+] fin = 0 mol.L-1. vrai.

La lame de zinc s'oxyde Zn (s) =Zn2+ + 2e- et constitue l'anode négative de la pile ; la proposition est fausse.
les ions Pb2+ sont réduits en plomb. La lame de plomb est le siège d’une réduction ; la proposition est fausse.

La masse de plomb maximale formée est 0,1 mol soit 0,1*207 = 20,7 g ; la valeur proposée est fausse.
La pile en fonctionnement est un système hors équilibre ; la proposition est fausse.



retour -menu