1. Nommer ce montage ( chauffage à reflux)
   - Quel est le rôle de la pierre ponce ? (régulariser l'ébullition)
   - Le ballon contient du champagne, quel est l'intérêt de ce montage ? travailler à température modérée, en évitant les pertes de matière.
2. Nommer le montage ci-dessous ( distillation fractionnée)
   

   - On souhaite réaliser la synthèse du méthanoate d'éthyle. Le ballon contient de l'acide méthanoïque, de l'éthanol dans les proportions stoéchiomètriques et quelques gouttes d'acide sulfurique concentré. Les températures d'ébullition sous 1 bar sont données ci-dessous.

   acide méthanoïque	100,7°C
   éthanol	78,5°C
   eau	100°C
   méthanoate d'éthyle	54,3°C

   Ecrire l'équation de la réaction de synthèse du méthanoate d'éthyle ; nommer cette réaction
   HCOOH + C₂H₅OH = HCOOC₂H₅ + H₂O estérification
   - La transformation associée à cette réaction est-elle totale ? non, limitée par l'hydrolyse de l'ester
   - Quel est le rôle de l'acide sulfurique ? catalyseur.
   - Expliquer comment procéder pour récupérer le méthanoate d'éthyle ce produit est le plus volatil ; il distille à 54,3°C.
   - Quel est l'intérêt de ce montage ? ce montage permet d'éliminer l'ester au fur et à mesure qu'il se forme et de déplacer l'équilibre vers la formation de l'ester ; par ce procédé, la réaction devient totale.

3. Nommer ce montage synthèse + distillation simple

   - On souhaite réaliser la synthèse de l'éthanoate de benzile. On introduit dans le ballon n_acide = 0,1 mol d'acide éthanoïque glacial ; n_alcool = 0,1 mol d'alcool benzylique ; 5 mL de cyclohexane ; quelques cristaux d'acide paratoluène sulfonique ; quelques grains de pierre ponce. Le tube récepteur T est préalablement rempli de cyclohexane. L'équation de la réaction associée à la transformation étudiée est :

   

   - Quel est le rôle de l'acide paratoluène sulfonique ? ( catalyseur)
   - Le flacon d'acide éthanoïque glacial porte les indications suivantes :

   Expliquer comment procéder pour prélever

   Expliquer comment procéder pour prélever 0,10 mol d'acide éthanoïque liquide corrosif, donc port de blouse, gants et lunnette ; travailler sous hotte ( S23) ; inflammable ( travail loin de toute flammes)
   - masse d'acide à prélever : 0,1*60,05 = 6,0 g ; volume correspondant : 6 / 1,05 = 5,7 mL
   prélever ce volume à l'aide d'une pipette graduée + pipeteur.
   - Le mélange eau-cyclohexane est un mélange hétéroazéotropique. L'eau et le cyclohexane ne sont pas miscibles. Comparer sa température d'ébullition à celle de l'eau pure et du cyclohexane.
   hétéroazéotrope (c’est à dire un mélange "intime" eau-cyclohexane qui a une température d’ébullition différente de 100°C ou de 81°C. On obtient alors un distillat biphasique (c’est à dire avec 2 phases). Il n’y a plus alors qu’a séparer les 2 phases L’avantage principal de cette méthode par rapport à une distillation "classique" tient aux températures utilisées : l’hétéroazéotrope est distillé à des températures toujours inférieures à 81 °C, alors que les températures d’ébullition de nombreux composés organiques sont nettement supérieures à cette valeur. Ceci explique que cette technique est très largement utilisée en parfumerie, où les molécules odorantes sont souvent fragiles et ne peuvent supporter des températures importantes.
   On donne dans le tableau ci-dessous les températures d'ébullition sous 1 bar . Que va-ton recuillir dans le tube T. azéotrope

   acide éthanoïque	118 °C
   alcool benzylique	205°C
   eau	100°C
   éthanoate de benzyle	213°C
   cyclohexane	81°C

   Pourquoi le tube T est-il muni d'un robinet ? le volume de ce tube étant limité, il faut pouvoir en extraire le contenu
   Quel est l'intérêt du montage ? éliminer l'un des produits au fur et à mesure qu'il se forme
   Que récupère t-on dans le ballon en fin d'expérience ? le produit le moins volatil, dans ce cas l'ester, l'éthanoate de benzyle

On souhaite doser une solution d'ammoniac, S₀ de concentration molaire volumique C_NH3 voisine de 0,6 mol/L par une solution d'acide chlorhydrique S, à la concentration exacte C_acide = 0,100 mol/L

1. L'acide chlorhydrique est un acide fort dans l'eau. Préciser les espèces présentes dans la solution d'acide chlorhydrique et déterminer leurs concentrations volumiques.
2. Ecrire l'équation de la réaction de dosage.
3. On prépare 100 mL d'une solution diluée S₁ d'ammoniac de concentration voisine de 0,12 mol/L à partir de la solution S₀. Détailler le mode opératoire.
4. Déterminer en mL le volume à prélever de sorte que le volume équivalent d'acide versé soit compris entre 10 et 20 mL.
5. Dans un bécher de 300 mL on introduit v1 mL de la solution d'ammoniac, 200 mL d'eau déminarélisée, une sonde conductimétrique reliée au conductimètre. On titre alors par l'acide et on trace l'évolution de la conductivité s du mélange au cours du dosage.
   - Pourquoi ajoute-on de l'eau ?
   - Qu'est ce qu'un conductimètre ?
   - Relier les paramètres de la cellule conductimétrique à la conductivité s de la solution et à la conductance G de la solution. En déduire l'unité de s. Est-il nécessaire d'étalonner le conductimètre ?
   

   espèce	H3O+	HO-	Cl-	NH4+
   104l0 ( Sm²mol-1)	350	199	76,6	43,5

   En justifiant qualitativement, dessiner l'allure de la courbe du dosage.

1. Quelques questions sur les lentilles :
   - Comment au toucher distinguer une lentille convergente d'une lentille divergent ?
   - Quelle autre méthode permet de faire cette distinction ?
   - Une lentille plan convexe est-elle divergente ou convergente ?
   - On veut déterminer rapidement la distance focale d'une lentille convergente. Proposer une méthode.
   - On veut déterminer de manière précise la distance focale d'une lentille convergente. On dispose d'une source lumineuse, d'un objet ( lettre p vue depuis la lanterne), d'une lentille et d'un écran.
   . Obtient-on toujours une image sur l'écran ? Sinon quelle condition doit remplir la distance entre la position de l'objet et l'écran pour obtenir cette image ?
   . On relève les mesures algèbriques suivantes de la position de l'objet (p) et de l'image (p') par rapport au centre optique de la lentille

   p(cm)	-180	-120	-100	-70	-50	-40	-30	-20
   p' (cm)	20	21	22	24	28	33	45	180

   Déduire de ces valeurs la vergence de la lentille
   . Que remarque-t-on en regardant la première et la dernière mesure.
   . Dans quel cas l'image est-elle la plus grande ? Que vaut alors le grandissement
   - Qu'est ce que la méthode d'autocollimation ?
   - Comment déterminer la vergence d'une lentille divergente ?
   - Pourquoi diaphragme t-on les lentilles ?
   - Décrire les différents éléments d'un rétroprojecteur en précisant leur fonction. On veut, en cours de fonctionnement, agrandir l'image projetée sur l'écran, pour cela :
   . Doit-on avancer ou reculer le rétroprojecteur par rapport à l'écran ?

   . Doit-on éloigner ou approcher du document la partie mobile du rétroprojecteur ?

1. Simulation de la lunette astronomique à l'aide de lentilles. L'objet étant en principe très éloigné, on le considère comme étant situé à l'infini.
   - Comment simuler un objet à l'infini ? Vaut-il mieux prendre une lentille de faible ou de forte vergence ?
   La lunette est constitué de deux lentilles convergentes, la première constitue l'objectif et la seconde l'oculaire. On veut un système afocal c'est à dire observer l'image finale à l'infini ( oeil au repos) . Quelle condition doivent remplir les positions des deux lentilles pour cela ?
   . On dispose d'une lentille de vergence 3d et une autre de vergence 12 d. Attribuer chaque lentille à l'objectif et à l'oculaire. Quel serait le grossissement de cette lunette ? L'image obtenue est-elle droite ou renversée ? Comment l'observer ?
2. Simulation de l'oeil : comment simuler un "oeil réduit" ?
3. Simulation d'un télescope de Newton : Quel matériel faut-il utiliser pour simuler un télescope de Newton ?
   - Donner le schéma général du montage de cette simlulation.
4. Interféromètre de Michelson : il est constitué, entre autres, de deux miroirs, d'une lame séparatrice et d'une lame compensatrice.
   - Quelle propriété doit présenter une lame séparatrice ? Comment doivent être les deux lames ?
   - Avec quelle source de lumière fait-on ce réglage ? Comment vérifier que le réglage est bon ?
   - Comment doivent être les miroirs pour un bon réglage ? Que voit-on sur l'écran lorsque le réglage est bon ?
   - Par un schéma, représenter les miroirs, les lames séparatrice et compensatrice.

1. Détermination du courant admissible dans la bobine : On mesure la section du fil utilisé pour le bobinage à l'aide d'un pied à coulisse. On donne ci-dessous un agrandissement du vernier.

   - Quel est le diamètre du fil ?
   - Quelle est sa section ?
   - Estimer l'intensité du courant que peut supporter ce bobinage.

2. Détermination des paramètre R et L de la bobine : On étudie la réponse à un échelon de tension d'un circuit R-L. e(t) est une tension qui vaut 0 pour t<0 et e(t) = E pout t>=0
   

   - Etablir l'équation différentielle qui lie i(t) à R, L et E.
   - Résoudre cette équation.
   - En tenant compte des conditions initiales montrer que : i(t) = E/R(1-exp(-t/t)) avect = L/R
   - Tracer l'allure de cette courbe.

3. Réalisation pratique :
   Le générateur basse fréquence est utilisé en signal carré variant entre -5 V et 5 V, ces valeurs étant réglées à vide. sa fréquence a été choisie suffisamment petite pour que le régime transitoire soit entierement fini à la fin de chaque demi-période. On visualise u_e et u_R sur les deux voies d'un oscilloscope.
   - Pour quelle valeur de R obtient-on : u_R(½T) = 0,5 u_e(½T)
   - Comment peut-on utiliser les calibres de l'oscilloscope pour obtenir avec précision le rapport ½ ?
   - On enregistre sur la voie 2 le signal u_R pour deux réglages différents de la base de temps.

   . Quelle est la fréquence du GBF ?

   . Déterminer la constante de temps
   . Comment l'impédance interne du GBF influe-t-il sur la mesure de la constante de temps ?
   . En déduire la valeur de l'inductance L de la bobine sachant que R= 11 W, r= 11 W et que la résistance interne du GBF est 50 W.

4. Etude du domaine de fréquence d'utilisation de cette bobine :
   On désire étudier l'évolution des paramètres r et L de la bobine en fonction de la fréquence d'utilisation. Pour cela on utilise le montage suivant où le générateur délivre une tension sinusoïdale de fréquance variable.

   - Montrer que l'on obtient u_R(t) = ½u_e(t) lorsque LCw²=1 et R = r.
   - On réalise la manipulation pour différentes fréquences et on obtient les résultats suivants :

   f(Hz)	100	200	500	1000	2000	5000	10000
   R ohm	11	11	14	23	47	207	810
   C( nF)	25000	6300	1000	250	64	10	2,5

   Justifier la variation de R et donc de r avec la fréquence.
   - Pour les différentes fréquences calculer la valeur de L. Conclusion.
   - Calculer et tracer l'évolution du facteur de qualité de la bobine Q=Lw/R en fonction de la fréquence.
   - Conclure en donnant le domaine de fréquences dans lequel le fonctionnement de la bobine est correct.