Vrai – Faux

Calculatrice non autorisée

Les exercices comportent 4 affirmations repérées par les lettres a, b, c et d. Indiquer pour chaque affirmation si elle est VRAIE ou FAUSSE. Il est conseillé de justifier vos réponses.

Masses molaires atomiques en g.mol^–1 :

En 1818, Louis Jacques Baron Thenard, chimiste français, découvre le peroxyde d’hydrogène H₂O₂, plus couramment connu aujourd’hui sous le nom d’eau oxygénée. Son collaborateur Bernard Courtois reçut le prix de l’Académie des sciences en 1831 pour la découverte du diiode I₂.

Dans le laboratoire de l’école polytechnique, ils entreprennent l’étude cinétique de la transformation totale entre le peroxyde d’hydrogène et les ions iodure I^–_(aq).

L’équation chimique modélisant cette transformation s’écrit :

H₂O_{2 (aq)} + 2I^–_(aq) + 2H⁺_(aq) → I_2(aq) + 2H₂O_(l).

Pour mesurer le temps lors de cette cinétique, ils utilisent le pendule de Galilée en suspendant une bille de plomb de masse m = 50 g et de centre d’inertie G à un fil de longueur ℓ accroché en O comme l’indique la figure ci-dessous.

La position à l’équilibre G₀ de G est choisie comme origine des altitudes z. Pour un amortissement faible, la pseudo période T du pendule est voisine de sa période propre T₀. L’expression de la période propre du pendule est l’une des propositions suivantes :

T 0 =2π ℓ ; T 0 =2π ℓ g ; T 0 =2π g ℓ ; T 0 =2π m ℓ .

ℓ désigne la longueur du fil et m la masse du pendule.

Données :

● Intensité du champ de pesanteur : g ≈ 10 m.s^–2 ;

● Masse molaire moléculaire approximative du diiode I₂ : M ≈ 100 g.mol^–1 ;

● On prendra : π² ≈ 10 ;

Louis demande à son assistant de réaliser un pendule qui « bat la seconde » afin de faciliter les mesures pour la cinétique.

a. L’expression de la période propre du pendule simple qui convient parmi celles proposées est : T 0 =2π g ℓ.

b. Le fil utilisé par Bernard a une longueur ℓ ≈ 1 m.

Le document ci-dessous présente les résultats de la cinétique étudiée : évolution de la quantité de matière respective des trois réactifs en fonction du temps.

c. L’état final de la réaction est atteint à partir de 70 s.

d. La masse de diiode obtenue est environ égale à 0,18 g.