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Examens nationaux

Baccalauréat · Série C · Physique-Chimie — 2019

BAC C — Physique-Chimie — Sujet type n° 6

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

Consignes

  • Le candidat traitera la partie chimie et les deux exercices de physique.
  • La calculatrice scientifique non programmable est autorisée.
  • Toute réponse numérique devra être accompagnée de son unité.

Chimie — Dosage pH-métrique d'un acide faible

Le vinaigre du marché de Rood-Woko est essentiellement une solution d'acide éthanoïque \ceCH3COOH\ce{CH3COOH}. On dose un volume VA=20,0 mLV_A = 20{,}0\ \mathrm{mL} d'une solution SS d'acide éthanoïque par une solution de soude \ce(Na++HO−)\ce{(Na+ + HO-)} de concentration CB=0,10 mol⋅L−1C_B = 0{,}10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.

pHburette graduée(soude)sondebécher : acideagitateur magnétiquepH-mètre

Le suivi pH-métrique donne la courbe ci-dessous.

5101520253035402468101214E (équivalence)demi-équivalenceV (mL de soude versée)pH
1.
Nommer la verrerie repérée sur le document 1 et préciser le rôle de l'agitateur magnétique.
1 pt
2.
Écrire l'équation de la réaction de dosage.
1 pt
3.
Déterminer graphiquement le volume VEV_E de soude versé à l'équivalence.
1,5 pts
4.
En déduire la concentration CAC_A de la solution SS.
1,5 pts
5.
Lire sur la courbe le pH à la demi-équivalence. Que représente cette valeur pour le couple \ceCH3COOH/CH3COO−\ce{CH3COOH / CH3COO^-} ?
1,5 pts
6.
Quelle espèce du couple prédomine dans une solution de pH =6= 6 ? Justifier.
1 pt
7.
Parmi le bleu de bromothymol (zone de virage 6,0−7,66{,}0 - 7{,}6) et la phénolphtaléine (8,2−10,08{,}2 - 10{,}0), lequel conviendrait pour un dosage colorimétrique ?
0,5 pt

Physique 1 — Déflexion électrostatique

Un faisceau d'électrons pénètre en OO, avec une vitesse horizontale v0⃗\vec{v_0} de valeur v0=2,0×107 m⋅s−1v_0 = 2{,}0\times10^{7}\ \mathrm{m\cdot s^{-1}}, à égale distance de deux plaques horizontales P1P_1 et P2P_2 de longueur ℓ=10 cm\ell = 10\ \mathrm{cm}, distantes de d=4,0 cmd = 4{,}0\ \mathrm{cm} et soumises à une tension U=200 VU = 200\ \mathrm{V}.

plaque P₁ (+)plaque P₂ (−)écranℓy₁v₀EUd

Données : charge élémentaire e=1,6×10−19 Ce = 1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{C} ; masse de l'électron m=9,1×10−31 kgm = 9{,}1\times10^{-31}\ \mathrm{kg}. Le poids est négligeable devant la force électrique.

1.
Représenter le champ électrique E⃗\vec{E} entre les plaques et la force F⃗\vec{F} subie par un électron. Justifier leurs sens respectifs.
1 pt
2.
Établir les équations horaires x(t)x(t) et y(t)y(t) du mouvement dans le repère (O ; x , y)(O\,;\,x\,,\,y).
1,5 pts
3.
En déduire l'équation de la trajectoire et préciser sa nature.
1,5 pts
4.
Calculer la déviation verticale y1y_1 à la sortie des plaques.
1 pt
5.
Le faisceau sort-il effectivement des plaques sans les toucher ? Justifier par un calcul.
1 pt

Physique 2 — Interférences lumineuses

On éclaire deux fentes fines F1F_1 et F2F_2, parallèles et distantes de a=0,50 mma = 0{,}50\ \mathrm{mm}, à l'aide d'un laser. Un écran est placé à la distance D=2,0 mD = 2{,}0\ \mathrm{m} des fentes.

laserfentesécraniaD
1.
Quel phénomène observe-t-on sur l'écran ? Quel rôle jouent les deux fentes ?
1 pt
2.
Rappeler l'expression de l'interfrange ii en fonction de λ\lambda, DD et aa.
1 pt
3.
La longueur d'onde du laser vaut λ=633 nm\lambda = 633\ \mathrm{nm}. Calculer ii.
1,5 pts
4.
On remplace le laser par une autre source et on mesure une largeur de 22,0 mm22{,}0\ \mathrm{mm} pour 1010 interfranges. En déduire la longueur d'onde de cette source.
1,5 pts
5.
Comment évolue la figure si l'on rapproche les deux fentes l'une de l'autre ? Justifier.
1 pt

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