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Exercice 2: Réaction totale ou non totale
Dans un bécher, on mélange 40 mL d'une solution de nitrate
d'argent (Ag' (aq) + NO; (aq)) de concentration en quantité
de matière c=0,10 mol-L-1 avec 20 mL d'une solution de
sulfate de fer (II) (Fe2(aq) + S0% (aq)) de concentration en
quantité de matière c'=0,20 mol-L-1
L'équation modelisant la transformation est:
Ag (aq)+ Fe2(aq) → Ag (s) + Fe3+(aq)
Le mélange est chauffé à 80 °C pendant 15 minutes, durée
au bout de laquelle les concentrations en quantité de matière
des espèces présentes ne varient plus. On filtre la solution.
On place ensuite quelques
millilitres du filtrat dans trois
tubes à essais, où l'on procède
aux tests suivants:
-dans le tube . rajout de
thiocyanate de potassium pro-
voque l'apparition d'une colo-
ration rouge:
000
-dans le tube . rajout d'hexacyanoferrate de potassium
provoque l'apparition d'une coloration bleue;
-dans le tube G. rajout de chlorure de sodium provoque
T'apparition d'un précipité blanc noircissant à la lumière.
Vocabulaire: Filtrat : C'est le liquide obtenu
après filtration d'une solution.
Données : tests d'identification:
Ion mis
en évidence
ion fer (III)
Fe(aq)
ion fer (II)
Fe2(aq)
ion argent
Ag' (aq)
Réactif
thiocyanate
de potassium
hexocyanoferrate
de potassium
chlorure
de sodium
Observation
couleur rouge
couleur bleue
précipité blanc
noircissant à la lumière
1. Montrer que les réactifs sont introduits en
proportions stachiométriques.
2. A l'aide des résultats des tests, indiquer les espèces
chimiques qui sont présentes dans le filtrat
3. Pourquoi chauffe-t-on le mélange réactionnel?
4. La transformation étudiée est-elle totale ou non?
Justifier.
Exercice 3: On donne le « La >>
Une ingénieure du son veut régler l'acoustique d'une salle de concert (dec. 1). Elle enregistre une note
(un La) jouée par une guitare électrique (dec. 2). Elle sait que cette note est une onde mécanique sinu-
soïdale et connaît la célérité du son dans la salle: Von=340 m-s. Elle a besoin de connaître le retard
du son perçu par un auditeur au fond de la salle par rapport au-devant de la scène ainsi que la fréquence
et la longueur d'onde de la note jouée.
Doc. 1 Plan de la salle de spectacle
Doc. 2 Note La jouée par la guitare
Tension (V)
scène accueil
1-
002
10
004
Temps (s)
1. Calculer le retard du son perçu par un auditeur placé au fond de la salle, sachant qu'il est émis depuis la scène.
2. Qualifier l'onde sonore avec le vocabulaire adéquat.
3. Déterminer, avec le plus de précision possible, la fréquence de la note émise par la guitare.
4. En déduire, la longueur d'onde de cette note.
2

Sagot :

ronavk

**Exercice 2: Réaction totale ou non totale**

1. **Proportions stœchiométriques**:

- Volume de nitrate d'argent: 40 mL

- Concentration de nitrate d'argent: \(c = 0.10 \, \text{mol} \cdot \text{L}^{-1}\)

- Quantité de nitrate d'argent: \(n_{\text{AgNO}_3} = c \times V = 0.10 \, \text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \times 0.040 \, \text{L} = 0.004 \, \text{mol}\)

- Volume de sulfate de fer (II): 20 mL

- Concentration de sulfate de fer (II): \(c' = 0.20 \, \text{mol} \cdot \text{L}^{-1}\)

- Quantité de sulfate de fer (II): \(n_{\text{FeSO}_4} = c' \times V' = 0.20 \, \text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \times 0.020 \, \text{L} = 0.004 \, \text{mol}\)

L'équation de la réaction est:

\[

\text{Ag}^+ (aq) + \text{Fe}^{2+} (aq) \rightarrow \text{Ag} (s) + \text{Fe}^{3+} (aq)

\]

D'après cette équation, un ion \(\text{Ag}^+\) réagit avec un ion \(\text{Fe}^{2+}\) dans des proportions molaires de 1:1. Puisque nous avons 0.004 mol de chaque ion, ils sont en proportions stœchiométriques.

2. **Espèces chimiques dans le filtrat**:

D'après les tests:

- Tube 1: Rajout de thiocyanate de potassium provoque l'apparition d'une coloration rouge, indiquant la présence de \(\text{Fe}^{3+}\).

- Tube 2: Rajout d'hexacyanoferrate de potassium provoque l'apparition d'une coloration bleue, indiquant la présence de \(\text{Fe}^{2+}\).

- Tube 3: Rajout de chlorure de sodium provoque l'apparition d'un précipité blanc noircissant à la lumière, indiquant la présence de \(\text{Ag}^+\).

Donc, les espèces présentes dans le filtrat sont \(\text{Fe}^{2+}\), \(\text{Fe}^{3+}\), et \(\text{Ag}^+\).

3. **Raison du chauffage**:

On chauffe le mélange réactionnel pour accélérer la réaction et atteindre l'équilibre plus rapidement.

4. **Transformation totale ou non**:

La présence des ions \(\text{Fe}^{2+}\), \(\text{Fe}^{3+}\), et \(\text{Ag}^+\) dans le filtrat indique que la réaction n'est pas totale. Si la réaction était totale, il n'y aurait plus de \(\text{Fe}^{2+}\) ni de \(\text{Ag}^+\) dans le filtrat, seulement des \(\text{Fe}^{3+}\).

**Exercice 3: On donne le « La »**

1. **Retard du son**:

Si la salle mesure \(L\) mètres de long, le temps de retard \(t\) entre le son émis sur scène et celui perçu au fond de la salle est:

\[

t = \frac{L}{v_{\text{son}}}

\]

Supposons que \(L = 30 \, \text{m}\) (une hypothèse pour illustrer):

\[

t = \frac{30 \, \text{m}}{340 \, \text{m/s}} \approx 0.088 \, \text{s} \approx 88 \, \text{ms}

\]

2. **Qualificatif de l'onde sonore**:

L'onde sonore est une onde mécanique longitudinale.

3. **Fréquence de la note**:

La période \(T\) de la note peut être déterminée à partir du graphique donné (où on mesure un cycle complet de l'onde):

Supposons que la période mesurée est de \(0.002 \, \text{s}\) (hypothèse):

\[

f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0.002 \, \text{s}} = 500 \, \text{Hz}

\]

4. **Longueur d'onde**:

La longueur d'onde \(\lambda\) est donnée par:

\[

\lambda = \frac{v}{f}

\]

Avec \(v = 340 \, \text{m/s}\) et \(f = 500 \, \text{Hz}\):

\[

\lambda = \frac{340 \, \text{m/s}}{500 \, \text{Hz}} = 0.68 \, \text{m}

\]