Voici les sujets et les corrigés de l'épreuve de Physique Chimie de 2018 et 2019. Le programme a certes changé mais il existe toute de même quelques similitudes avec la nouvelle épreuve. Ces annales vous seront donc très utiles pour vos révisions.
1. Extraction de la trimyristine à partir de la noix de muscade Une masse de trimyristine mtrimyristine = 4,75 g a été extraite de 20,0 g de noix de muscade en utilisant le protocole décrit ci-dessous.
Étape 1 : dans un ballon de 250 mL, mélanger 20,0 g de poudre de noix de muscade et 100 mL de dichlorométhane. Chauffer à reflux pendant 30 minutes.
Étape 2 : filtrer sous hotte aspirante le contenu du ballon et rincer ce dernier avec 20 mL de dichlorométhane. Évaporer le solvant à l'aide d'un montage de distillation simple. Le ballon contient alors environ 10 mL de liquide jaune huileux.
Étape 3 : ajouter progressivement 50 mL de propanone dans le ballon afin de dissoudre à chaud le contenu du ballon. Quand la solution est devenue homogène, placer le ballon dans un bain d'eau glacée. On observe progressivement la formation d'un solide blanc.
Étape 4 : filtrer sur Büchner, sécher à l'étuve le solide blanc obtenu et mesurer sa masse.
2.1. Réaliser un schéma légendé du dispositif expérimental utilisé pour réaliser le titrage.
2.2. Justifier que la réaction support du titrage est une réaction acido-basique.
2.3. Déterminer la concentration molaire en acide ascorbique dans la solution S.
2.4. En déduire la masse m de vitamine C contenue dans un comprimé. Comparer la valeur obtenue à l'indication donnée par le fabricant. Proposer deux sources d'erreurs possibles, liées à la mise en oeuvre du titrage, pouvant expliquer l'écart observé.
D'après : https://fr.wikipedia.org/wiki/Volley-ball
Après la course d'élan, le serveur saute de façon à frapper le ballon en un point B0 situé à la hauteur h au-dessus de la ligne de fond de terrain. La hauteur h désigne alors l'altitude initiale du centre du ballon. Le vecteur vitesse initiale V0 du ballon est horizontal et perpendiculaire à la ligne de fond du terrain (voir figure 1.).
Le mouvement du ballon est étudié dans le référentiel terrestre supposé galiléen muni du repère (Ox, Oy) et l'instant de la frappe est choisi comme origine des temps : t = 0 s. Le mouvement a lieu dans le plan (Oxy).
1.1.2. Il s'agit d'une hydrogénation, c'est donc une réaction d'addition. Deux atomes d'hydrogène ont été ajoutés (un sur le O et un sur le C voisin)
1.2.1. C6H10O7
1.2.2. Il s'agit de H20, molécule d'eau. L'étape 3 consiste en une déshydratation du composé E
1.3. Le spectre B correspond à l'acide ascorbique, on distingue la vibration C=0 au delà de 1500 cm-1.
Le spectre A est celui du sorbitol caractérisé par la bande large caractéristique du groupe hydroxyle entre 3000 et 3500 cm-1.
Extrait du sujet :
On s'intéresse au mouvement de la pièce pyrotechnique jusqu'à son éclatement dans un référentiel terrestre supposé galiléen muni d'un repère (Ox,Oy). On étudie le mouvement d'un point M de la pièce « crackling R100 ». On prend l'instant du lancement comme origine des temps t = 0 s.
À cet instant, le vecteur vitesse initiale V 0 de M fait un angle α = 80° par rapport à l'horizontal (schéma ci-contre).
2.1. Donner les expressions littérales des coordonnées du vecteur V 0 en fonction de V0 et α.
2.2. Montrer que, si on néglige toute action de l'air, le vecteur accélération de M noté a est égal au vecteur champ de pesanteur g dès que le projectile est lancé.
2.3. Montrer alors que les équations horaires du mouvement de M sont : xM(t) = 12,1t et yM(t) = - 4,91t2 + 68,4t en exprimant xM(t) et yM(t) en mètres et le temps « t » en secondes.
2.4. Dans le cadre de ce modèle, déterminer, à l'aide des équations horaires, l'altitude théorique atteinte par le projectile à t = 3,2 s.
2.5. Sachant que l'éclatement se produit lors de la montée, expliquer l'écart entre cette valeur et celle annoncée par le constructeur.
3. Le « marron d'air » Au début et à la fin de chaque feu d'artifice, les artificiers utilisent une pièce pyrotechnique appelée « marron d'air » pour obtenir une détonation brève et puissante. Désireux de l'envoyer le plus haut possible, ils effectuent un tir vertical avec une vitesse initiale. Par la suite, on suppose que la pièce n'éclate pas avant d'atteindre sa hauteur maximale h.
3. Des oranges à la carvone
3.1 Calculons la quantité de matière de R-carvone :
On sait que n=m/M avec m la masse en g et M la masse molaire en g.mol -1
AN : n = 13 / 150,0 mol
Nous savons que le rendement est de 30%, ce qui nous permet de retrouver la quantité de matière de R-limonène nécessaire : r = n(R-carvone) / n(R-limonène) = 0,30 D'où (13/150,0) / n(R-limonène) = 0,30 D'où n(R-limonène) = (13/150,0) / 0,30 = 0,29 mol
3.2 À partir de l'écorce de six oranges, on recueille 3,0 mL d'huile essentielle R-limonène.
Nous connaissons la masse volumique ainsi que la masse molaire et la quantité de matière de R-limonène pour synthétiser 13g de R-carvone. On peut ainsi trouver le volume nécessaire.
On sait que ρ = m/V = (n x M) / V d'où V = (n x M) / ρ AN : V = (0,29 x 136,0) / 0,84 = 46,95 mL
Or avec 6 écorces d'orange on recueille 3mL d'huile essentielle. En faisant un produit en croix, on peut trouver le nombre d'écorces pour 46,95mL d'huile essentielle : nombre d'écorces d'orange = (46,95 x 6) / 3 = 94 écorces d'orange NB : ce corrigé vous est proposé par Studyrama. Il s'agit d'une proposition de corrigé qui ne saurait tenir lieu de corrigé officiel. Toute reproduction sans accord est strictement interdite.
1.2 Bilan des forces sur le système ballon; équipage :
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Extrait du sujet :1. Extraction de la trimyristine à partir de la noix de muscade Une masse de trimyristine mtrimyristine = 4,75 g a été extraite de 20,0 g de noix de muscade en utilisant le protocole décrit ci-dessous.
Étape 1 : dans un ballon de 250 mL, mélanger 20,0 g de poudre de noix de muscade et 100 mL de dichlorométhane. Chauffer à reflux pendant 30 minutes.
Étape 2 : filtrer sous hotte aspirante le contenu du ballon et rincer ce dernier avec 20 mL de dichlorométhane. Évaporer le solvant à l'aide d'un montage de distillation simple. Le ballon contient alors environ 10 mL de liquide jaune huileux.
Étape 3 : ajouter progressivement 50 mL de propanone dans le ballon afin de dissoudre à chaud le contenu du ballon. Quand la solution est devenue homogène, placer le ballon dans un bain d'eau glacée. On observe progressivement la formation d'un solide blanc.
Étape 4 : filtrer sur Büchner, sécher à l'étuve le solide blanc obtenu et mesurer sa masse.
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Extrait du corrigé Exercice 1 : de la noix de muscade à la cosmétique 1.1. La trimyristine est plus soluble dans le dichlorométhane que dans l'éthanol. La température d'ébullition du dichlorométhane est plus faible que celle de l'éthanol, il y aura moins de solvant à évaporer ensuite. 1.2. La trimyristine est tres soluble à chaud dans la propanone , mais insoluble à froid. On observe bien un solide blanc après le bain d'eau glacée. 1.3. Selon le pourcentage massique, la masse doit être comprise entre 0,2x20=4g et 0,25x20=5g.C'est le cas.Retrouvez le sujet de Physique - Chimie du Bac S 2018
Extrait du sujet :2.1. Réaliser un schéma légendé du dispositif expérimental utilisé pour réaliser le titrage.
2.2. Justifier que la réaction support du titrage est une réaction acido-basique.
2.3. Déterminer la concentration molaire en acide ascorbique dans la solution S.
2.4. En déduire la masse m de vitamine C contenue dans un comprimé. Comparer la valeur obtenue à l'indication donnée par le fabricant. Proposer deux sources d'erreurs possibles, liées à la mise en oeuvre du titrage, pouvant expliquer l'écart observé.
EXERCICE II - SERVICE ET RÉCEPTION AU VOLLEY-BALL (11 points)
Au volley-ball, le service smashé est le type de service pratiqué le plus fréquemment par les professionnels : le serveur doit se placer un peu après la limite du terrain, lancer très haut son ballon, effectuer une petite course d'élan puis sauter pour frapper la balle.D'après : https://fr.wikipedia.org/wiki/Volley-ball
Après la course d'élan, le serveur saute de façon à frapper le ballon en un point B0 situé à la hauteur h au-dessus de la ligne de fond de terrain. La hauteur h désigne alors l'altitude initiale du centre du ballon. Le vecteur vitesse initiale V0 du ballon est horizontal et perpendiculaire à la ligne de fond du terrain (voir figure 1.).
Le mouvement du ballon est étudié dans le référentiel terrestre supposé galiléen muni du repère (Ox, Oy) et l'instant de la frappe est choisi comme origine des temps : t = 0 s. Le mouvement a lieu dans le plan (Oxy).
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Extrait du corrigé :1. Synthèse industrielle de l'acide ascorbique
1.1.1. Il s'agit d'une modification de groupe caractéristique, on passe du groupe carbonyle au groupe hydroxyle.1.1.2. Il s'agit d'une hydrogénation, c'est donc une réaction d'addition. Deux atomes d'hydrogène ont été ajoutés (un sur le O et un sur le C voisin)
1.2.1. C6H10O7
1.2.2. Il s'agit de H20, molécule d'eau. L'étape 3 consiste en une déshydratation du composé E
1.3. Le spectre B correspond à l'acide ascorbique, on distingue la vibration C=0 au delà de 1500 cm-1.
Le spectre A est celui du sorbitol caractérisé par la bande large caractéristique du groupe hydroxyle entre 3000 et 3500 cm-1.
Titrage de l'acide ascorbique
2.2. L'acide ascorbique est un acide, alors que l'ion HO- est une base (dont l'acide conjugué est H20). Il s'agit donc d'une réaction acido-basique entre les couples acide ascorbique/ion ascorbate et H2O/HO-Retrouvez le sujet de Physique - Chimie du Bac S 2017
Extrait du sujet :
On s'intéresse au mouvement de la pièce pyrotechnique jusqu'à son éclatement dans un référentiel terrestre supposé galiléen muni d'un repère (Ox,Oy). On étudie le mouvement d'un point M de la pièce « crackling R100 ». On prend l'instant du lancement comme origine des temps t = 0 s.
À cet instant, le vecteur vitesse initiale V 0 de M fait un angle α = 80° par rapport à l'horizontal (schéma ci-contre).
2.1. Donner les expressions littérales des coordonnées du vecteur V 0 en fonction de V0 et α.
2.2. Montrer que, si on néglige toute action de l'air, le vecteur accélération de M noté a est égal au vecteur champ de pesanteur g dès que le projectile est lancé.
2.3. Montrer alors que les équations horaires du mouvement de M sont : xM(t) = 12,1t et yM(t) = - 4,91t2 + 68,4t en exprimant xM(t) et yM(t) en mètres et le temps « t » en secondes.
2.4. Dans le cadre de ce modèle, déterminer, à l'aide des équations horaires, l'altitude théorique atteinte par le projectile à t = 3,2 s.
2.5. Sachant que l'éclatement se produit lors de la montée, expliquer l'écart entre cette valeur et celle annoncée par le constructeur.
3. Le « marron d'air » Au début et à la fin de chaque feu d'artifice, les artificiers utilisent une pièce pyrotechnique appelée « marron d'air » pour obtenir une détonation brève et puissante. Désireux de l'envoyer le plus haut possible, ils effectuent un tir vertical avec une vitesse initiale. Par la suite, on suppose que la pièce n'éclate pas avant d'atteindre sa hauteur maximale h.
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Extrait du corrigé :3. Des oranges à la carvone
3.1 Calculons la quantité de matière de R-carvone :
On sait que n=m/M avec m la masse en g et M la masse molaire en g.mol -1
AN : n = 13 / 150,0 mol
Nous savons que le rendement est de 30%, ce qui nous permet de retrouver la quantité de matière de R-limonène nécessaire : r = n(R-carvone) / n(R-limonène) = 0,30 D'où (13/150,0) / n(R-limonène) = 0,30 D'où n(R-limonène) = (13/150,0) / 0,30 = 0,29 mol
3.2 À partir de l'écorce de six oranges, on recueille 3,0 mL d'huile essentielle R-limonène.
Nous connaissons la masse volumique ainsi que la masse molaire et la quantité de matière de R-limonène pour synthétiser 13g de R-carvone. On peut ainsi trouver le volume nécessaire.
On sait que ρ = m/V = (n x M) / V d'où V = (n x M) / ρ AN : V = (0,29 x 136,0) / 0,84 = 46,95 mL
Or avec 6 écorces d'orange on recueille 3mL d'huile essentielle. En faisant un produit en croix, on peut trouver le nombre d'écorces pour 46,95mL d'huile essentielle : nombre d'écorces d'orange = (46,95 x 6) / 3 = 94 écorces d'orange NB : ce corrigé vous est proposé par Studyrama. Il s'agit d'une proposition de corrigé qui ne saurait tenir lieu de corrigé officiel. Toute reproduction sans accord est strictement interdite.
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Christian Doppler, savant autrichien, propose en 1842 une explication de la modification de la fréquence du son perçu par un observateur immobile lorsque la source sonore est en mouvement. Buys-Ballot, scientifique hollandais, vérifie expérimentalement la théorie de Doppler en 1845, en enregistrant le décalage en fréquence d'un son provenant d'un train en mouvement et perçu par un observateur immobile. On se propose de présenter l'effet Doppler puis de l'illustrer au travers de deux applications. 1. Mouvement relatif d'une source sonore et d'un détecteur Nous nous intéressons dans un premier temps au changement de fréquence associé au mouvement relatif d'une source sonore S et d'un détecteur placé au point M (figure 1). Le référentiel d'étude est le référentiel terrestre dans lequel le détecteur est immobile. Une source S émet des « bips » sonores à intervalles de temps réguliers dont la période d'émission est notée T0. Le signal sonore se propage à la célérité vson par rapport au référentiel terrestre.Découvrez le corrigé de Physique - Chimie du Bac S 2016
Extrait du corrigé : 1. Mouvement relatif d'une source sonore et d'un détecteur 1.1. 1.1.1 La fréquence fo de ce signal périodique est égal au nombre de « bips sonores » émis par seconde. 1.1.2 La période temporelle T est inférieure à la période TO du fait du retard du à la propagation. 1.2. En faisant l'inverse de la relation liant les périodes T' et TO, on trouve : NB : ce corrigé est édité par Studyrama. Il s'agit d'une proposition de corrigé qui ne saurait tenir lieu de corrigé officiel. Toute reproduction sans accord est strictement interdite.Retrouvez le sujet de Physique - Chimie du Bac S 2015
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Extrait du sujet 2015
EXERCICE I - LES TROIS RECORDS DE FÉLIX BAUMGARTNER (6,5 points) Le 14 octobre 2012, Félix Baumgartner a réalisé un saut historique en inscrivant trois records à son tableau de chasse : celui de la plus haute altitude atteinte par un homme en ballon soit 39 045 m d'altitude, le record du plus haut saut en chute libre, et le record de vitesse en chute libre soit 1341,9 km.h-1. Après une ascension dans un ballon gonflé à l'hélium, il a sauté vers la Terre, vêtu d'une combinaison spécifique en ouvrant son parachute au bout de 4 min et 20 s. Le saut a duré en totalité 9 min et 3 s (...)A la recherche d'autres sujets et corrigés du Bac ?
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Extrait du corrigé 2015
Partie 1 : ascension en ballon sonde de Félix Baumgartner 1.1 La force responsable de l'ascension du ballon est la poussée d'Archimède exercée par l'air.1.2 Bilan des forces sur le système ballon; équipage :
- le poids du système P
force verticale dirigée vers le bas
point d'application : centre de gravité du système G
expression : P = (m(ballon) + m(équipage)) x g
- la poussée d'Archimède exercée par l'air Fa
force verticale dirigée vers le haut
point d'application : centre de gravité du système G (...)
NB : ce corrigé vous est proposé par Studyrama. Il s'agit d'une proposition de corrigé qui ne saurait tenir lieu de corrigé officiel. Toute reproduction sans accord est strictement interdite.Téléchargez l'intégralité du sujet de Physique Chimie 2014
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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 :
Exercice I
1.1 : Les particules élémentaires ont une masse
1.2 : 10^-10 s après le big bang
2.1 : Ec tend vers l'infini
2.2 : Oui elle a été multiplié dans les proportions Car 450Gev=7.2.10^-8J Et par le calcul avec γ=479.8 avec v=0.999997828.c On trouve 3 Ec=7.197=7.2.10-8J
2.3 Etot=Ec+mp.c² =γ.mp.c² Si γgrand Etot=Ec γ=479.8 avec v=0.999997828.c Grand par rapport à 1
3.1 : Ec=15*450Gev=6.75GeV Ec1+EC2=2.EC=6.75 *2=13.5Tev Comme c'est environ 15 dans l énoncé c'est environ 14Tev
3.2 : V TGV maxi =580km/h M=444T Ec=0.5mv² 4
Exercice II
1.1 : Acide methanoique
1.2 : C=O OH :groupe acide(carboxyle) C-OH : groupe alccol(hydroxyle) COO-C : groupe ester 1.3 : H+ provient de HCl (catalyseur) qui s'est décomposé en H+ 6
1.4 : c : formation liaison Le doublet de O va vers C+ e :rupture liaison La liaison C-O se rabat sur O+
1.5 : O fait 2 liaisons , il en a 3 donc O+ C fait 4 liaisons , il en a 3 donc C+
2.1 : malcool=0.81*18=14.58g n alcool=0.81*18/74=0.197mol macide=1.22*7.5=9.15g nacide=9.15/46=0.199mol 7 pas même nombre de mole d'acide et d'alcool
2.2 : Courbe C Acide sulfurique a 50°
2.3 : malcool=0.81*18=14.58g n alcool=0.81*18/74=0.197mol R=nester equi/n max =0.125/0.197=0.634 Soit 63.4%
2.4 : Pour augmenter la vitesse de réaction il est possible 8
- d'Utiliser un catalyseur qui augmente la vitesse de reaction mais sans modifier l'etat final
- d'augmenter la température
2.5 : Il est possible d'augmenter le rendement d'une estérification (doc 2B):
- En augmentant la proportion d'un des réactifs par rapport à l'autre
Exemple :Acide formique en excès
3.1 : 3HC-CO-O-CH 3 9
3.2 : Non car IR permet d'identifier les groupes caractéristique et ce sont les mêmes Attention toutefois, il s'agit bien d'une proposition de corrigé et pas d'un corrigé officiel...Retrouvez les autres sujets et corrigés du Bac S
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