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Devoir 303

Chimie:
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Exercice1:
1)Donner les définitions électroniques d'un oxydant et d'un réducteur.
2)Le fer peut donner naissance à deux types d'ions, en solution aqueuse:
*L'ion ferreux de formule: Fe2+.
*L'ion ferrique de formule: Fe3+.
a-Ecrire les demi-équations des couples faisant intervenir Fe; Fe2+et Fe3+.
b-Montrer que l'ion ferreux peut jouer, selon le cas, le rôle d'un oxydant ou d'un réducteur.
c-On observe que Fe2+dans le couple Fe2+/Fe est moins oxydant que Fe3+dans le couple Fe3+/Fe2+. Ecrire l'équation-bilan traduisant la réaction entre ces deux couples. Expliquer pourquoi, on met souvent, au laboratoire; du fer Fe au fond des flacons des solutions aqueuses de fer II pour les conserver.
3)On dispose des espèces chimiques suivantes:
Cr3+ ; CH4O ; Cr2O72- ; CH2O2.
a-Former des couples oxydant-réducteur en utilisant ces espèces en milieu acide, et écrire, pour chaque couple, la demi-équation correspondante.
b-Ecrire l'équation globale d'oxydo-réduction sachant que Cr3+est moins réducteur que CH4O.
Exercice 2: On donne Fe=56g.mol-1.
On verse une solution d'acide chlorhydrique dans deux tubes à essais contenant l'un des copeaux de cuivre et l'autre de la limaille de fer.
1)a-La solution d'acide chlorhydrique n'agit pas sur les copeaux de cuivre alors qu'elle
   attaque la limaille de fer. Expliquer pourquoi.
   b-Ecrire alors l'équation de la réaction.
2)Une masse de 0,2g de limaille de fer est attaquée par 100mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration molaire 10-2mol.L-1.
a-Quelle est la masse de la limaille de fer restante à fin de la réaction?
b-Le mélange obtenu est filtré. Le filtrat constitue une solution (S) de volume 100mL. Déterminer sa concentration molaire C des ions Fe2+.
Physique:
Exercice 1: Dans cette partie, on négligera le poids de particules chargées.
Un faisceau de particules de charge q=1,6.10-19 C et de masse m=1,6.10-27Kg pénètre par le trou A d'un accélérateur (zone 1) avec une vitesse nulle. Ces particules chargées sont accélérées sous l'action d'une d.d.p positive U=UPN=200V établie entre les plaques parallèles et verticales P et N.
Elles parviennent au trou C avec une vitesse de valeur v
C.
1)Etablir l'expression de v
C en fonction de q; m et U. Faire l'application numérique.
2)Le faisceau pénètre ensuite dans une région où règne un champ magnétique uniforme (zone 2) dans laquelle il décrit un quart de cercle de rayon R=20cm avant de passer à travers le trou D.
a-Etablir l'expression de la valeur du champ magnétique en fonction de m; q; R; v
C puis en fonction de U; R et vC. Faire le calcul numérique.
b-Donner les caractéristiques (direction et valeur) du vecteur vitesse des particules à la traversée du trou D.
3)Le faisceau de particules pénètre enfin dans une région dans laquelle règne un champ électrostatique uniforme parallèle à l'axe Oy (zone 3).
a-Etablir les équations horaires du mouvement projeté sur les axes Ox et Oy.
b-En déduire l'équation et la nature de la trajectoire.
c-Sachant que le faisceau de particules sort par le trou H situé à la distance R=20cm du point O. Exprimer dans cette condition la valeur du champ électrostatique en fonction de m; q; v
C et R puis en fonction de U et R. Faire l'application numérique.

Exercice 2: On prendra g=10m.s-2.
Un solide supposé ponctuel de masse m=100g glisse le long de la ligne de plus grande pente AB d'un plan incliné de 30° par rapport à l'horizontale.
1)Le solide est abandonné à lui même du point le plus haut A du plan incliné et se déplace jusqu'à arriver à son extrémité inférieure B. On donne AB=2,5m:
a-En considérant les frottements négligeables, déterminer la durée du parcours AB.
b-Dans la réalité cette durée est égale à 2s. En admettant l'existence de forces de frottements équivalentes à une force unique constante, parallèle au plan incliné et de sens opposé au vecteur vitesse. Déterminer la valeur de cette force de frottement.
2)Le solide est maintenant lancé de B vers A avec une vitesse initiale en B égale à 1,5m.s-1. Déterminer la position du point C où la vitesse du solide s'annule en supposant que la force de frottement est constamment égale à 0,375N.