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Examens nationaux

Baccalauréat · Série C · Physique-Chimie — 2018

BAC C — Physique-Chimie — Sujet type n° 7

  • Série C
  • ⏱ 3 h
  • Coefficient 4
  • Niveau difficile
  • 14 questions

Consignes

  • Le candidat traitera la partie chimie et les deux exercices de physique.
  • Toute réponse numérique sera accompagnée de son unité.

Chimie — L'estérification

On mélange 1,0 mol1{,}0\ \mathrm{mol} d'acide éthanoïque \ceCH3COOH\ce{CH3COOH} et 1,0 mol1{,}0\ \mathrm{mol} d'éthanol \ceC2H5OH\ce{C2H5OH}, en présence de quelques gouttes d'acide sulfurique concentré. On suit la formation de l'ester au cours du temps.

1020304050600,10,20,30,40,50,60,70,8palier : 0,67 moltemps (h)ester formé (mol)
1.
Écrire l'équation de la réaction d'estérification et nommer l'ester obtenu.
1,5 pts
2.
Que constate-t-on sur le document 1 au bout d'un temps suffisamment long ? Quelle propriété de cette réaction cela met-il en évidence ?
1,5 pts
3.
Déterminer graphiquement la quantité d'ester à l'équilibre, puis calculer le rendement de la réaction.
2 pts
4.
Dresser le tableau d'avancement et calculer la constante d'équilibre KK.
2 pts
5.
Quel est le rôle de l'acide sulfurique ? Modifie-t-il le rendement ? Proposer une méthode pour augmenter ce rendement.
1 pt

Physique 1 — Force de Laplace

Une tige conductrice de longueur L=10 cmL = 10\ \mathrm{cm}, de masse m=20 gm = 20\ \mathrm{g}, peut glisser sans frottement sur deux rails horizontaux. Elle est parcourue par un courant d'intensité I=5,0 AI = 5{,}0\ \mathrm{A} et plongée dans un champ magnétique uniforme B=0,20 TB = 0{,}20\ \mathrm{T}, perpendiculaire au plan des rails.

tige mobileIB(sortant)FLLe champ magnétique est perpendiculaire au plan des rails et dirigé vers l observateur.
1.
Énoncer la règle permettant de déterminer le sens de la force de Laplace, et vérifier le sens indiqué sur le document.
1,5 pts
2.
Calculer la valeur de la force de Laplace.
1,5 pts
3.
En déduire l'accélération de la tige.
1,5 pts
4.
La tige part du repos. Calculer sa vitesse après avoir parcouru 50 cm50\ \mathrm{cm}.
1,5 pts

Physique 2 — Décroissance radioactive

L'iode 131131, utilisé en médecine nucléaire, est un émetteur β−\beta^{-} de période radioactive T=8,0T = 8{,}0 jours. Un échantillon présente à la date t=0t = 0 une activité A0=4,0×1010 BqA_0 = 4{,}0 \times 10^{10}\ \mathrm{Bq}.

5101520253035401234T2T3Ttemps (jours)activité (×10¹⁰ Bq)
1.
Écrire l'équation de la désintégration de l'iode 131131 (Z=53Z = 53), sachant que le noyau fils est un isotope du xénon.
1,5 pts
2.
Définir la période radioactive et la retrouver sur le document 3.
1 pt
3.
Calculer la constante radioactive λ\lambda.
1,5 pts
4.
Calculer l'activité de l'échantillon au bout de 2424 jours.
1 pt
5.
Au bout de combien de temps l'activité sera-t-elle tombée à 10 %10\ \% de sa valeur initiale ?
1 pt

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