PC TC - Semestre 2 Devoir 3 Modèle 1

Exercice 1 (3 pts)

On dispose d’une solution aqueuse $S_0$ de glucose $C_6{H}_{12}{O}_6$ de volume $V_0=200mL$ et de concentration $C_0=2.{10}^{-2}mol/L$.

1. Quelle quantité de matière de glucose contient cette solution ?

2. Quelle masse de glucose contient-elle ?

3. Quelle est sa concentration massique $C_m$ ?

On se propose de préparer par dilution de la solution $S_0$ une solution $S$ de concentration $C=4.{10}^{-3}mol/L$.

4. Quel volume $V$ de la solution $S$ peut-on préparer à partir du volume $V_0$ ?

5. Quel est le volume $V_e$ d’eau ajouté ?

Données

Masses molaires atomiques : $M\left(C\right)=12g/mol ; M\left(O\right)=16g/mol ; M\left(H\right)=1g/mol$

Exercice 2 (4 pts)

Pour obtenir une lumière flash, les premiers photographes faisaient brûler un ruban de magnésium dans l’air.

Afin de réaliser la même expérience d’une manière quantitative, on fait brûler une masse $m=2,43g$ de magnésium $\left(Mg\right)$ dans un volume $V=1,5L$ du dioxygène gazeux $\left(O_2\right)$ contenu dans un récipient. On obtient une poudre blanche collée aux parois du récipient : c’est l’oxyde de magnésium.

L’équation chimique (non équilibrée) de la réaction modélisant la transformation chimique qui a eu lieu est :

$M{g}_{\left(s\right)}+O_{2\left(g\right)}\to Mg{O}_{\left(s\right)}$

1. Réécrire correctement l’équation.

2. Déterminer la quantité de matière initiale de chacun des réactifs : $n{\left(Mg\right)}_i$ et $n{\left(O_2\right)}_i$.

3. Remplir le tableau d’avancement de la réaction.

4. Déterminer l’avancement maximal $x_{max}$ de la réaction puis en déduire le réactif limitant.

5. Donner le bilan de matière à l’état final.

6. Calculer la masse de l’oxyde de magnésium formée.

Données

• Masses molaires atomiques : $M\left(Mg\right)=24,3 g.mo{l}^{-1} ; M\left(O\right)=16,0 g.mo{l}^{-1}$
• Volume molaire d’un gaz dans les conditions de l’expérience : $V_m=25,0L.mo{l}^{-1}$

Exercice 3 (7 pts)

La figure suivante représente la caractéristique d'une diode Zener (Dz) idéale :

1. Schématiser le montage expérimental permettant de tracer cette caractéristique.

2. Déterminer la tension seuil $U_s$ et la tension Zener $U_z$.

On intègre Dz dans le circuit suivant $(R=10\Omega )$ :

3. Dans quel sens la diode est-elle montée ?

L'intensité du courant qui traverse la diode est $I_z=0,2A$.

4. Quelles sont donc les valeurs des tensions $U_{KA}$, $U_{CD}$ et $U_{PN}$ ?

5. Déterminer les intensités des courants $I_1$, $I$ et $I_z$.

On régle la tension $U_{PN}$ sur $2V$.

6. Déterminer les intensités des courants $I_z$, $I_1$ et $I$.

Exercice 4 (6 pts)

Soit le circuit électrique suivant :

On Donne : $U_{PN}=25V$ et $R_1=2R_2=R=10\Omega$.

1. Déterminer $R_{e1}$ la résistance équivalente entre $A$ et $D$.

2. Déterminer $R_{e2}$ la résistance équivalente entre $C$ et $B$.

3. Déduire $R_{éq}$ la résistance équivalente entre $P$ et $N$.

4. Trouver $I$, $I_1$ et $I_2$.

5. Trouver $I_2\text{'}$ l’intensité du courant traversant $R_2$.

On remplace la branche $AD$ par un fil conducteur

6. Trouver la nouvelle valeur de $I$.