Aurélie dec 04

Connaître et utiliser le matériel d'après concours aide laboratoire Créteil ; Amiens, Lille, Paris, Rouen.

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  1. Donner le nom des dipôles électriques représentés ci-dessous :

    1 : résistor ; 2 : générateur de tension continue ou pile ; 3 : diode ; 4 amplificateur opérationnel (A.O)
  2. Donner le nom des éléments d'optique représentés ci-dessous :

    1 : miroir plan ; 2 : lentille convergente
  3. Identification des lentilles : parmi ces lentilles

    - Citer celles qui sont convergentes. b ; c ( le centre est plus épais que les bords)
    -     Citer celles qui sont divergentes. a ; d ; e ( les bords sont plus épais que le centre)

  4. Utilisation d'un laser : pour mesurer l'épaisseur d'un cheveu par diffraction de lumière, un professeur demande le matériel suivant : un laser ; un écran ; des fils de diamètres connus montés sur des cadres de diapositives.
    - Quel précaution faut-il prendre quand on utilise un laser ? Ne pas diriger le laser vers les yeux
    - Représenter la figure observée sur l'écran.
  5. Observation d'une tension sinusoïdale sur un oscilloscope : un professeur désire visualiser une tension sinusoïdale sur la voie 1 d'un oscilloscope, tension délivrée par un GBF ( générateur basse fréquence).
    - Représenter les liaisons électriques à établir entre le GBF et l'oscilloscope.

    - A l'aide d'une croix, indiquer quel bouton doit ête enfoncer dans le tableau "mode" de l'oscilloscope ; quel bouton doit être enfoncé dans la zone "signal" du GBF ?
    - Avec les réglages représentés ci-dessous, on obtient sur la voie1 l'oscillogramme suivant : déterminer la valeur maximale de la tension observée, sa période et sa fréquence.


    La fréquence est l'inverse de la période exprimée en seconde : T= 0,01 s ; f= 1/0,01 = 100 Hz.

  6. Compléter le tableau ci-dessous :
    nom
    formule
    hydroxyde de sodium ou soude
    NaOH
    acide sulfurique
    H2SO4
    alcool éthylique ou éthanol
    C2H5OH
    permanganate de potassium
    KMnO4
  7. Quel est le nom du montage représenté ci-dessous et donner le nom des éléments numérotés

    Montage de distillation : 1 : ballon ; 2 : tête de colonne ou allonge coudée ; 3 : réfrégirant ; 4 : chauffe ballon ; 5 : erlenmeyer ; 6 : élévateur à croisillon.
  8. Donner le nom du dispositif ci-dessous :

    ampoule à décanter.
  9. Préparer un volume V= 250 mL d'une solution d'hydroxyde de potassium de concentration C=0,12 mol/L. L'hydroxyde de potassium ou potasse est un solide. KOH ; M= 56,11 g/mol
    - Quelles précautions faut-il prendre pour manipuler la potasse ?     port de blouse, de lunettes et de gants, le solide peut provoquer des brûlures.
    - Calculer la masse de solide à peser pour préparerla solution.
    Qté de matière (mol) = volume solution (L) * concentration (mol/L) = 0,25*0,12 = 0,03 mol
    masse (g) = masse molaire (g/mol) * qté de matière (mol) = 56,11*0,03 = 1,68 g.
    - Quel est le matériel nécessaire pour effectuer la peser puis pour préparer la solution ?
    spatule, capsume de peser, balance
    fiole jaugée de 250 mL, entonnoir, agitateur magnétique, pissette d'eau distillée.

  1. Compléter le tableau :
    nom de l'espèce chimique
    formule brute
    potasse ou hydroxyde de potassium
    KOH
    permanganate de potassium
    KMnO4
    acide phosphorique
    H3PO4
    Nom de l'epsèce chimique
    formule semi-développée
    acide éthanoïque
    CH3-COOH
    propanone ou acétone
    CH3-CO-CH3
  2. On considère les deux montages suivants :

    - L'un des deux est utilisé pour synthétiser un ester, l'autre pour distiller un mélange de deux liquides. Les identifier.
    Montage A : chauffage à reflux , préparation d'un ester ; Montage B distillation fractionnée
    - Sur le montage A indiquer l'entrée et la sortie de l'eau de refroidissement. L'eau froide entre à la partie basse du réfrigérant (1) et sort à la partie haute.
    - Nommer la verrerie numérotée. 1 et 3 : réfrigérant ; 2 : colonne de Vigreux.

  3. Préparations de solutions : On dispose d'une solution de permanganate de potassium réalisée en dissolvant 31,6 g de solide dans l'eau de manière à obtenir 1 L de solution. Cette solution est appelée S0.
    - Quelle est la concentration molaire de cette solution ? On donne M( KMnO4) = 158 g/mol.
    Qté de matière (mol) = masse (g) / masse molaire (g/mol) = 31,6 / 158 = 0,2 mol
    concentration molaire (mol/L) = Qté de matière (mol) / volume solution (L) = 0,2 / 1 = 0,2 mol/L.
    -     On désire préparer 200 mL de solution S obtenue à partir de S0 en diluant celle-ci d'un facteur 20. Indiquer le matériel à utiliser. Fiole jaugée de 200 mL ; pipette jaugée de volume 200/20 = 10 mL, poire propipette.
    - Quelle est la concentration molaire de la solution S ? concentration de S0 / facteur de dilution = 0,2 / 20 = 0,01 mol/L.
  4. Utilisation d'un pHmètre : Un professeur vous demande un pHmétre pour mesurer le pH d'une solution d'acide chlorhydrique. Quelles solutions tampon faut-il lui fournir pour lui permettre de régler l'appareil ? solution tampon pH=4 et solution tampon pH=7.
  5. Ajouter les appareils nécessaires au montage ci-dessous ( en trait noir) pour mesurer l'intensité du courant circulant dans la bobine et la tension aux bornes du générateur.
  6. Utiliser un résistor : un résistor de résistance R= 33 W est parcouru par un courant continu d'intensité I= 2,0 A sous une tension positive. Calculer U. U= RI= 33*2 = 66 V.
    -     Calculer la puissance dissipée par le résistor. P= RI² = UI= 66*2 = 132 W.
    - En déduire si, en milieu scolaire, ce dipôle prend la forme d'un résistor classique ( comme ceux que l'on peut observer sur les cartes électroniques) ou plutôt la forme d'un rhéostat. Rhéostat car les résistors des cartes électroniques ne peuvent dissiper qu' une puissance inférieure à 1 W.
  7. Dépannage élémentaire : un professeur se plaint au cours d'une séance de TP qu'un GBF ne fonctionne plus. A^près avoir vérifié qu'il est bien branché sur le sectur 220 V, quelle vérification portant sur l'appareil faites vous en priorité ? Vérifier le bon état du fusible de protection.
  8. Lentilles minces : Comment distinguer rapidement une lentille mince convergente d'une lentille mince divergente ? Donner deux méthodes.
    Une lentille mince convergente à le centre plus épais que les bord ; une lentille mince divergente à les bords plus épais que le centre.
    Une lentille convergente donne une image visible sur la table, d'un tube néon situé au plafon. Ce qui n'est pas le cas d'une lentille divergente.
    - Une lentille porte l'indication +5. Que signifie-t-elle ? Quelle unité devrait indiquer cette indication ? Cette lentille est-elle convergente ou divergente ? Calculer sa distance focale.
    Une lentille convergente a une vergence positive, 5 dioptries ( 5 d) dans ce cas. La distance focale est l'inverse de la vergence f= 1/5 = 0,2 m.
    - Lequel de deux schémas ci-dessous( en trait noir) symbolise une loupe. Justifier.

    Une loupe donne d'un petit objet situé entre le centre optique de la lentille convergente et son foyer principal objet une image virtuelle droite : donc shéma 2.

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