DS n°3 corrigé 399.6 ko

NOM Prénom
CORRECTION
Sciences Physiques 2°1 DS n°3 A
19/11/07
I – PHYSIQUE
1° - Définition de la réflexion de la lumière.
2
La réflexion se produit lorsqu’un corps éclairé renvoi la lumière dans une direction privilégiée (miroir)
2° - Définition de la réfraction de la lumière.
2
La réfraction est la déviation de la lumière qui se produit lorsque la lumière passe d'un milieu dans un autre.
3° - Un rayon lumineux passe de l'air dans du verre (d’indice 1,5). L’angle d’incidence vaut 45,0° et
l'angle de réfraction vaut 32°. Faire le schéma correspondant en indiquant où se trouvent les angles
d’incidence et de réfraction, les rayons incidents, réfléchis et réfractés.
N
S
R’
i1
i’1
SI : rayon incident
IR’ : rayon réfléchi
IR : rayoracté
i1 : angle d’incidence
i’1 : rayon réfléchi
i2 : rayon réfracté
3
air
I
verre
i2
i2
R
N’
II – CHIMIE
1° - On veut identifier une espèce chimique pure qui est liquide et dans un flacon dont l'étiquette s'est
détachée. Mais on ne veut pas utiliser des test chimique ou de chromatographie. Indiquer le nom de 4
grandeurs physiques à mesurer permettant d'identifier le contenu du flacon.
Pour identifier une espèce chimique, on peut mesurer sa masse volumique, sa température d'ébullition, sa température de fusion, sa solubilité dans un solvant, son indice de réfraction.
2
2° - L’étiquette d’un sirop de grenadine porte l’inscription suivante :
« Ingrédients sirop de glucose, sucre, eau, arômes, acidifiants E330, colorants E122 et E124. »
Les codes E122 et E124 correspondent à des espèces chimiques faisant partie des colorants alimentaires
E122 est l’azorubine (rouge), E124 est le rouge cochenille. Le code E330 correspond à un additif
alimentaire: l’acide citrique qui est incolore.
On désire vérifier la présence des deux colorants E122 et E124 dans le sirop de grenadine. Pour ce faire,
on procède à une extraction de ces colorants, suivie d’une analyse chromatographique. Sur une phase
fixe de silice, on réalise les dépôts suivants:
• Dépôt 1 : rouge cochenille.
• Dépôt 2 : extrait concentré de colorants.
• Dépôt 3 : azorubine.
La phase mobile est un mélange de propanol et d’ammoniaque.
a Que permet d'avoir comme information une chromatographie?
2
La chromatographie permet de connaître le nombre d'espèces chimiques présentes dans un mélange et d'identifier chacun des composants.
b.
Faire un schéma annoté du dispositif utilisé pour réaliser une chromatographie.
plaque pour
chromatographie :
phase fixe
dépôt des
substances à
étudier
2
couvercle
cuve à
chromatographie
D
d
éluant :
phase mobile
ligne de
dépôt
préparation
élution
chromatogramme
c.
Quel est le rôle de l'éluant dans une chromatographie ?
L'éluant permet la migration des différentes espèces déposées vers le haut de la plaque : plus l'espèce est soluble et plus elle migre plus haut.
2
Après migration du solvant, le chromatogramme a l’allure donnée sur le schéma ci-dessous.
d.
Pourquoi n'est-il pas nécessaire d'effectuer une révélation ?
1
La révélation permet de rendre visible les tâches qui ne le sont pas. Or ici, on étudie des colorants qui sont donc visibles.
e.
Calculer les rapports frontaux des espèces chimiques n°1 et n°3.
pour le dépôt n°1 : Rf 1 =
pour le dépôt n°3 : Rf 3 =
f.
2
d 1 4,0
= =0,75
D 5,3
d3 2,5
=
=0,47
D 5,3
Combien d'espèces chimiques sont mises en évidence au dépôt n°2 ? Justifier.
1
Le dépôt n°2 donne deux taches à 2 hauteurs différentes, donc il est constitué de deux colorants différents.
g. Les indications données sur l’étiquette du sirop de grenadine concernant les colorants E122 et E124
sont-elles exactes ?
1
On désire vérifier Que les colorants E122 et E124 sont présents dans le sirop. Ceux­ci correspondent aus dépôts n°1 et n°3. On voit sur le chromatogramme qu'une tâche du dépôt n°2 a parcouru la même distance que celle du dépôt n°1 et a donc le même rapport frontal, et que la deuxième tache du dépôt n°2 a parcouru la même distance que celle du dépôt n°3 et a donc le même rapport frontal. Le sirop contient donc bien ces deux colorants. D = 5,3 cm
d1
4 cm
1
d3
2,5 cm
2
3
chromatogramme à l'échelle 1:1
NOM Prénom
Sciences Physiques 2°1 DS n°3 B
19/11/07
I – PHYSIQUE
1° - Définition de la réflexion de la lumière.
2
La réflexion se produit lorsqu’un corps éclairé renvoi la lumière dans une direction privilégiée (miroir)
2° - Définition de la réfraction de la lumière.
2
La réfraction est la déviation de la lumière qui se produit lorsque la lumière passe d'un milieu dans un autre.
3° - Un rayon lumineux passe de l'air dans du verre (d’indice 1,5). L’angle d’incidence vaut 45,0° et
l'angle de réfraction vaut 28°. Faire le schéma correspondant en indiquant où se trouvent les angles
d’incidence et de réfraction, les rayons incidents, réfléchis et réfractés.
N
S
R’
i1
i’1
SI : rayon incident
IR’ : rayon réfléchi
IR : rayoracté
i1 : angle d’incidence
i’1 : rayon réfléchi
i2 : rayon réfracté
3
air
I
verre
i2
i2
N’
R
II – CHIMIE
1° - On veut identifier une espèce chimique pure qui est liquide et dans un flacon dont l'étiquette s'est
détachée. Mais on ne veut pas utiliser des test chimique ou de chromatographie. Indiquer le nom de 4
grandeurs physiques à mesurer permettant d'identifier le contenu du flacon.
Pour identifier une espèce chimique, on peut mesurer sa masse volumique, sa température d'ébullition, sa température de fusion, sa solubilité dans un solvant, son indice de réfraction.
2
2° - On a deux bouteilles de sirop de grenadine, que l'on appellera (1) et (2), avec des étiquettes
décollées. On peut lire sur l'étiquette A « ingrédients : sirop de glucose, sucre, eau, arômes, acidifiant
E330, colorants E122 et E124 » et sur l'étiquette B « ingrédients : sirop de glucose, sucre, eau, arômes,
acidifiant E330, colorants E110 et E122 ». On dispose également des colorants alimentaires purs,
l'azorubine E122, le rouge cochenille E124 et le jaune orangé E110.
Pour identifier les colorants de chaque sirop, on réalise une extraction de ces colorants à partir des
sirops puis une chro47
matographie sur couche mince.
L'éluant est un mélange de propanol et d'ammoniaque.
a
Que permet d'avoir comme information une chromatographie?
2
La chromatographie permet de connaître le nombre d'espèces chimiques présentes dans un mélange et d'identifier chacun des composants.
b.
Faire un schéma annoté du dispositif utilisé pour réaliser une chromatographie.
couvercle
plaque pour
chromatographie :
phase fixe
dépôt des
substances à
étudier
2
cuve à
chromatographie
D
d
éluant :
phase mobile
ligne de
dépôt
préparation
élution
chromatogramme
c.
Quel est le rôle de l'éluant dans une chromatographie ?
2
L'éluant permet la migration des différentes espèces déposées vers le haut de la plaque : plus l'espèce est soluble et plus elle migre plus haut.
Après migration du solvant, le chromatogramme a l’allure donnée sur le schéma ci-dessous.
d.
Pourquoi n'est-il pas nécessaire d'effectuer une révélation ?
1
La révélation permet de rendre visible les tâches qui ne le sont pas. Or ici, on étudie des colorants qui sont donc visibles.
e.
Calculer les rapports frontaux des espèces chimiques E122 et E124.
pour le dépôt n°1 : Rf 1 =
d122 3,6
=
=0,64
D 5,6
pour le dépôt n°2 : Rf 2=
d124 4,8
=
=0,86
D 5,6
f.
2
Combien d'espèces chimiques sont mises en évidence au dépôt n°2 ? Justifier.
1
Le dépôt n°2 donne deux taches à 2 hauteurs différentes, donc il est constitué de deux colorants différents.
g. Sur quelle bouteille faut-il coller les étiquettes A et sur quelle bouteille coller l'étiquette B ? Justifier. 1
Le dépôt n°1 a deux taches qui ont parcouru la même distance que les dépôts E122 et E124 et donc de même rapport frontal, ce qui prouve que 1 contient ces deux colorants : la bouteille 1 correspond donc à l'étiquette A.
e dépôt n°2 a deux taches qui ont parcouru la même distance que les dépôts E122 et E110 et donc de même rapport frontal, ce qui prouve que 1 contient ces deux colorants : la bouteille 2 correspond donc à l'étiquette B.
D
5,6cm
d124
4,8cm
d122
3,6cm
(1)
(2)
E122
E124 E110
chromatogramme à l'échelle 1:1