Retrouvez le sujet de l’épreuve de spécialité Sciences physiques et chimiques en laboratoire du Bac STL 2024
Retrouvez le corrigé de l’épreuve de spécialité Sciences physiques et chimiques en laboratoire du Bac STL 2024
Retrouvez le sujet de l'épreuve de la spécialité Sciences physiques et chimiques de laboratoire du Bac STL de 2023
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Retrouvez le sujet de l'évaluation de la spécialité Sciences physiques et chimiques de laboratoire du Bac STL de Terminale de 2022
Extrait du sujet : Partie 1 commune à tous les candidats (10 points)
La molécule d'acide ascorbique Cette partie traite de la synthèse et de l'analyse de l'acide ascorbique. Le jus d'oranges pressées est apprécié par les consommateurs pour sa teneur en acide L-ascorbique, connu sous le nom de vitamine C. En effet, la vitamine C intervient dans la défense de l'organisme contre les infections virales et bactériennes, la protection des parois de vaisseaux sanguins, l'assimilation du fer, la cicatrisation et comme agent antioxydant (Source ANSES). 1.1. Donner le nom de la fonction chimique entourée sur la formule semi-développée de la molécule d'acide L-ascorbique donnée ci-dessous Retrouvez l'intégralité du sujet ci-dessous :
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Extrait du corrigé : PARTIE 1 :
1.1. Fonction ester
1.2. Aldéhyde devient alcool
1.3. Estérification
1.4. De l'eau
1.5. na= 455 millions de mol
1.6. mg=133 tonnes
1.7. 2 carbones asymétriques = 4 stéréoisomères
1.8. Les mêmes groupements des C asymétriques sont positionnés tantôt en avant tantôt en arrière du plan de la molécule.
1.9. Le spectre IR se basant sur les groupements fonctionnels d'une molécule, cette seule technique ne peut suffire à les identifier, les 2 stéréoisomères possédant les mêmes groupements fonctionnels.
1.10. L'indice de réfraction d'un milieu est le rapport de la vitesse de la lumière dans l'air (célérité) par la vitesse de la lumière dans le milieu considéré.
1.11. Spectre du visible pour une longueur d'onde comprise entre 380 et 780 nm. Le doublet de raies D du sodium est dans le spectre visible.
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Extrait du sujet : La grotte de Lascaux, située en Dordogne, est l'une des plus importantes grottes ornées du Paléolithique, par le nombre et la qualité de ses oeuvres. Découverte en 1940, la grotte est fermée depuis 1963 afin de la préserver. Lascaux IV est la réplique grandeur nature de l'intégralité de la grotte de Lascaux : il aura fallu trois ans pour produire la copie parfaite. Les visiteurs peuvent à nouveau contempler ces oeuvres au coeur d'un musée, le Centre International de l'Art Pariétal. La réalisation de ce « clone » de Lascaux a constitué un véritable défi technologique. En effet, il a fallu scanner la grotte afin d'en obtenir un modèle 3D, façonner et mouler les parois, et réaliser avec une extrême précision des dessins et des gravures. Les trois parties sont indépendantes.
PARTIE 1 : réalisation d'un scan numérique 3D à l'aide d'un laser (3,5 points)
PARTIE 2 : peintures de la grotte de Lascaux (9,5 points)
PARTIE 3 : chauffage de la salle de visite (7 points)
PARTIE 1 : réalisation d'un scan numérique 3D à l'aide d'un laser (3,5 points) Donnée : célérité de la lumière dans l'air : c = 3,00⋅108 m⋅s−1 Les LiDAR, acronyme de « Light Detection And Ranging » sont des systèmes de mesure à distance utilisant les propriétés du rayonnement laser. Le LiDAR topographique qui a été utilisé pour construire une image de synthèse en trois dimensions de la grotte de Lascaux, effectue des mesures de distance à la fréquence de 150 000 relevés par seconde. L'appareil scanne la totalité de son champ de vision point par point en changeant sa direction de vue à chaque mesure grâce à la rotation de l'appareil lui-même ou à l'utilisation d'un système de miroirs rotatifs.
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Extrait du corrigé : 2.1.2. Il s'agit d'une liaison métallique .Les ligands sont donneurs, le métal accepteur de doublets.
2.1.3. L'ion hydroxyde a un doublet, il est monodenté.
L'ion O2- a 4 doublets non liants, il est tetradenté
2.1.4. L'hématite est rouge car il y a une diffusion majoritaire de radiations de grandes longueurs d'onde donc majoritairement de rouge (de 600 à 780 nm)
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Extrait
Étude du procédé industriel de synthèse de l'ETBE
L'éthyltertiobutyléther, noté ETBE, est un additif que l'on retrouve dans l'essence à hauteur de 15 % en volume pour le SP95 et le SP98 et jusqu'à 22 % pour le SP95−E10. Cet additif est synthétisé à partir d'éthanol d'origine agricole (40 %) d'une part, et d'isobutène et de butène, tous deux d'origine fossile (60 %) d'autre part, le tout en présence de résines sulfoniques qui constituent une source de protons H+ (catalyseur).
Le sujet porte sur plusieurs parties du procédé de synthèse de l'ETBE et son utilisation en tant qu'additif selon les trois parties ci-dessous :
A. Transformation du butadiène en but-1-ène et synthèse de l'ETBE (6 points)
B. Régulation de température et contrôles analytiques (10 points)
C. Effets des additifs dans l'essence (4 points)
A. Transformation du butadiène en but-1-ène et synthèse de l'ETBE (6 points)
Le document 1 (page 7) présente un schéma simplifié du procédé industriel de production d'ETBE. Le mélange brut issu du pétrole contient plusieurs composés mais seuls le but-1-ène et l'isobutène peuvent être utilisés pour la production d'ETBE. L'éthène est séparé du mélange et le butadiène est transformé en but-1-ène. Dans cette partie sont étudiées les synthèses du but-1-ène (dans le réacteur R1) et de l'ETBE (dans le réacteur R2). Dans le réacteur R1, le butadiène est dissous dans le diméthylformamide (DMF, solvant de la réaction) puis réagit avec du dihydrogène H2 pour conduire à la formation de but-1-ène. Le DMF reste liquide dans les conditions de température (250 °C) et de pression (environ 20 bars) utilisées. Le catalyseur utilisé est du palladium adsorbé sur de l'alumine Al2O3(s), à raison d'environ 1 %.
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Extrait
A.Transformation du butadiène
A.1.1.Un catalyseur est une espèce qui accélère une réaction chimique sans etre consommée par celle ci.
A.1.2.Un catalyseur abaisse l'énergie d'activation d'une réaction chimique.
A.1.3. Le catalyseur n'est pas dans la même phase que les réactifs : la catalyse est hétérogène.
A.2.2. V=0,923x0,203x√0,271=9,75.10-2 mol.s-1 par kg de catalyseur.
A.2.3. Pour une heure on a 351 mol pour 1 kg de catalyseur , soit une masse m=351x56,1=19,7 kg.
C'est bien supérieur à 15 kg.
A.3.1. Cette réaction est exothermique ; la température en sortie est plus forte que la température d'entrée.
B.Régulation.
B.1.1.perturbation Z=température mélange injecté
grandeur réglée M = température sortie
grandeur réglante Y=débit du mélange d'entrée.
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Partie I : dosage du fer dans l'organisme (8 points) La transferrine est une protéine circulant dans le sang et comportant deux sites de fixation du fer. Le dosage du fer lié à la transferrine, associé à d'autres examens, permet d'évaluer les réserves et la disponibilité en fer de l'organisme. Cela permet de diagnostiquer une carence ou une surcharge en fer. Les valeurs physiologiques de la concentration en fer plasmatique pour un adulte sont comprises entre 0,6 et 1,9 mg.L-1. L'objectif de cette partie est d'étudier le dosage du fer associé à la transferrine. La molécule de transferrine plasmatique 1.1.Le plasma est un compartiment liquidien de l'organisme. Citer un autre compartiment liquidien de l'organisme. 1.2.Le document A présente des cellules ou des molécules se trouvant dans le plasma. Associer sur la copie chaque représentation (1 à 5) à sa légende (A à E). 1.3.Indiquer sur la copie le mode de représentation (Cram, Fischer, Haworth ou Lewis) de la molécule 4 du document A.
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Partie 1. 1.1. Il s'agit de l'eau, du houblon et des levures. 1.2. Avant l'équivalence Lors du dosage, Ag+ réagit immédiatement avec Cl-.L'ion nitrate est spectateur, mais sa concentration augmente dans le bécher. On remplace donc un ion chlorure par un ion nitrate sont la conductivité molaire ionique est plus faible. La conductivité diminue donc légèrement. Apres l'équivalence On ajoute des ions nitrate et argent en excès (car tous les chlorures ont réagi) : la conductivité augmente fortement. Le volume équivalent est à l'intersection des deux portions de droites soit Ve=12 mL 1.3.1. A l'équivalence, les quantités de matière des ions chlorures initiaux et argent versés sont égales.
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Le document A montre un des microorganismes présents dans un digesteur de boues. 1.1. Déterminer le moyen d'observation qui a permis d'obtenir la photographie du document A, en argumentant la réponse. Fonctionnement des digesteurs de boues 1.2. À partir du document B, construire le schéma représentant la chaîne trophique d'un digesteur de boues correspondant aux trois étapes du fonctionnement. Pour chaque étape préciser les groupes de microorganismes responsables et les molécules produites.
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Partie 1. 1.1.1 λ =c/f avec λ en m , c en m.s-1 et f en Hz 1.1.2. f1=1575,42 MHz=1,57542.109 Hz soit λ1=3,00.108/1,57542.109=1,91.10-1 m De la même manière on a λ2=2,44.10-1 m On en déduit que les ondes utilisées pour le système GPS appartiennent aux ondes radio. Ces ondes sont des ondes électromagnétiques. 1.1.3.Les ondes sonores ne se propagent pas dans le vide contrairement aux ondes électromagnétiques. Elles ne pourraient donc pas être utilisées ici car les satellites d'où sont émis les signaux GPS sont dans le « vide spatial ».
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Extrait du sujet 2015
PARTIE A : Intérêts de la sonochimie
1. La sélectivité Selon les réactions chimiques, l'utilisation des ultrasons permet d'obtenir des résultats différents de ceux obtenus par les méthodes traditionnelles. Un des exemples typiques, présenté dans le document 1, met en jeu la réaction de l'acide nitrique avec les alcools.
Expliquer à partir du document 1 en quoi cette réaction sonochimique est sélective. Préciser s'il s'agit d'une régiosélectivité, d'une stéréosélectivité ou d'une chimiosélectivité en justifiant la réponse. (...)
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Extrait du corrigé 2015
Partie A : intérêts de la sonochimie
1.La sélectivité
La réaction est régiosélective car un des réactifs ne réagit pas avec le même site dans les deux réactions (avec ou sans ultra-sons). Le produit obtenu est donc différent.
2.Rendement d'une réaction chimiquement 2.1.1 On utilise l'équivalence du dosage acido basique de l'acide A l'équivalence , les quantités de matière d'acide et de soude sont dans les proportions stoechiométriques de l'équation bilan de la réaction, soit :
n initial(acide)=n versé(soude)
D'où n initial (acide)=Cbx Vbe=1,0x16,2.10-3=16,2.10-3 mol contenues dans 5,0 mL de mélange réactionnel (...)
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Extrait du sujet :
Les perturbateurs endocriniens : Étude des effets du bisphénol A (BPA) sur la reproduction
Partie I - Communication hormonale et perturbateur endocrinien
Partie II - Étude des effets du bisphénol A (BPA) sur la reproduction
Spécialité :
PARTIE 1 : Étude de la colonne de distillation
PARTIE 2 : Mesure du niveau de liquide dans la cuve de stockage
PARTIE 3 : Deux utilisations du bioéthanol
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Nous avons demandé à un correcteur de plancher en même temps que vous sur le sujet et de vous donner ses éléments de réponse, pour vous permettre de les comparer avec votre copie. Extrait :
1.1 : LIGNE DE ROSEE : LIGNE SUPERIEURE
LIGNE D'ÉBULLITION : INFERIEURE
1.2 : T eb =100°
Fraction molaire éthanol X=0.03 Fraction eau 1-x=0.97 1.3 : AZEOTROPE
1.4 : Environ 78°
1.5 : Eau se rechauffe
Condensat se refroidit 1.6 : Tfinal P=(5500/3600)*2510*(20-78)=-2.2*10^5W
IL FAUT CONVERTIR Qm en KG/s Pour avoir des watts=joule/seconde ! 1.7 : Q=P/(CP*Δt)=2.2*10^5 /(4180*(30-15))=3.5KG/S
2.1 : Une onde longitudinale est une onde pour laquelle la déformation du milieu se fait dans la même direction que la propagation.
2.2 : Lors de la mesure par ultrasons sans contact, le capteur envoie des impulsions ultrasonores vers le produit pour être en suite réfléchies par la 4 surface du produit. La durée entre l'émission et la réception des signaux est proportionnelle au niveau dans la cuve. Les capteurs de niveau de ce principe de mesure sont appropriés pour les applications standard simples dans les liquides et les solides en vrac.
Corrigé Bac STL 2014 Sciences Pysiques et chimiques de laboratoire spe
Attention toutefois, il s'agit bien d'une proposition de corrigé et pas d'un corrigé officiel...
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