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Physique Chimie Specialité TS


jeremyct

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Salut,

Je suis au cned et je rame sur cet exercice de physique spécialité. J'ai reussi tout jusqu'a la 3e question, j'espere c'est juste et je bloque sur les dernieres

Exercice 1 :

Document 1 : Obtention de l’acétaldéhyde (CH3-CHO) par hydratation de l’acétylène. (Procédé

Chisso)

 

La réaction a lieu dans un réacteur vertical ; une solution aqueuse de sels de mercure, de fer et d’acide sulfurique y descend à contrecourant de l’acétylène gazeux qui est injecte par le fond.

Document 2 : Spectre d’émission du mercure

Les longueurs d’ondes sont exprimées en angström (A) (1 A = 10–10 m)

Document 3

En 1907, le fondateur de la compagnie Chisso, Jun Noguchi, installe une usine pétrochimique a Minamata, petit port au sud-ouest du Japon. A partir de 1932, l’usine rejette de nombreux résidus de métaux lourds dans la mer, dont du mercure (Hg). L’oxyde de mercure est utilisé comme catalyseur pour la synthèse de l’acétaldéhyde (CH3-CHOH). Dans les années cinquante, des symptômes inquiétants se développent dans la population de la baie.

 

En 1959, suite à des expériences qu’il mena sur des chats, le Docteur Hajime Hosokawa acquit la certitude que les phénomènes observes étaient lies à la pollution par le mercure. On avait en effet remarque que les chats du port devenaient fous jusqu’à se jeter dans la mer pour s’y noyer. Ceci permit de faire le lien avec la population la plus touchée : les familles de pécheurs. Les poissons prenaient une part importante dans l’alimentation de ces deux groupes

.

Document 4 :

 

Document 5 : Méthode pour doser le mercure contenu dans des échantillons liquides ou solides

1ere étape : Traitement chimique de l’échantillon (acide, KMnO4, K2S2O8) qui permet d’obtenir tout le mercure sous la forme d’ion Hg2+.

2eme étape : Tous les ions Hg2+ contenus dans l’échantillon traite sont réduits en mercure élémentaire par une solution de chlorure stanneux (SnCl2). Le mercure élémentaire (Hg) est entrainé sous forme de vapeur dans la cellule de mesure d’un spectrophotomètre d’absorption atomique. La concentration de l’échantillon est déterminée en comparant l’absorbance de l’échantillon avec une gamme de solutions étalons.

 

La solution mère a une concentration massique en mercure de 1,000 ± 0,002 gr.–1 de mercure.

A partir de cette solution mère, on prépare 500 ml d’une solution intermédiaire de concentration

Cm = 1 mg.L–1 qui permettra de realiser les solutions etalons suivantes.

Questions :

1) Expliquer pourquoi le mercure ne figure pas dans l’équation bilan du document 1.

Ce n'est pas un reactif dans cette equation donc il n'est pas dedans.

2) Expliquer comment le rejet en mer d’un déchet industriel de faible concentration a contaminé les habitants de la baie de Minamata.

par consommation des poissons

On réalise la solution étalon intermédiaire du document 5 avec une fiole jaugée ( ∆V = 0,2 mL). Le prélèvement est réalisé avec une pipette graduée (Vmax = 1 mL, ∆V= 0,01 mL).

3) Déterminez le volume Vprélèvement que l’on doit diluer pour obtenir la concentration préconisée pour l’étalon intermédiaire.

Avec la formule Cfille * Vfille= Cmere * Vmere et a la fin j'ai Vprelevement=5.10^-4ml

4) Lorsque l’on réalise cette dilution, quelle est l’opération qui a la plus grande imprécision ?

c'est de preparer une gamme d'étalonage avec des concentrations bien precises.

5) Donnez l’incertitude ∆Cm de la concentration massique de l’étalon intermédiaire que l’on a préparé.

Afin d’évaluer l’impact d’une usine en activité sur son environnement, on procède à l’analyse de 100 mL d’eau de rejet industriel. On règle le spectroscope du document 5 sur la longueur d’onde 253,7 nm et on mesure une absorbance A = 0,035.

6) A quel domaine appartient l’onde électromagnétique utilisée pour faire la mesure ?

Aux UV.

D’autres choix de longueur d’onde sont-ils possibles ? Vous détaillerez vos arguments.

7) Donnez la concentration massique en mercure Cm (g.L^-1) de l’eau analysée. Toutes les étapes qui vous permettent d’obtenir ce résultat doivent figurer sur votre copie.

Jai tracer le graphue de l'absorbance en fonction de Cm puis j'ai Cm=4ug/L

 

Merci

 

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  • E-Bahut

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Exercice 1
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1------------------
les ions mercure catalysent la réaction il ne sont pas globalement consommés dans la réaction et leur concentration est invariante dans le temps.
2------------------
La contamination s'effectue par l'intermédiaire de la chaîne alimentaire. L'eau de mer contient des très faibles quantité de composés mercureux et/ou mercuriques. La baie de Minamata est une baie dans laquelle les eaux se renouvellent peu. Le plancton, puis le krill filtent l'eau et concentrent le mercure. Le krill est ensuite consommé par des poissons et chaque étape le mercure se concentre et s'accumule dans leurs graisses. Les pêcheurs et les chats de Minamata étant des grands consommateurs de poisson ont ainsi finalement ingéré une quantité de mercure toxique bien que les concentrations des rejets de l'usine de Minamata soient faibles
3------------------
Solution mère 1g/L solution fille 1 mg/L ==> facteur de dilution f= 1000
Volume de solution fille préparé V= 500 mL volume à prélever= V/f=0,5 mL
4------------------
L'opération qui a la plus grande imprécision est le prélèvement de 0.5 mL
5------------------
Cm=C*Vp/V où C est la concentration de la solution mère, Vp le volume prélevé et V le volume de solution préparée
∆Cm/Cm=√((∆C/C)^2+(∆Vp/Vp)^2+(∆V/V)^2)=√(2/1000)^2+(0.01/0.5)^2+(0.2/500)^2)=0.02=2%
Cm=1.00±0.02 mg/L
6------------------
253.7 nm (ultraviolet)
On pourrait utiliser la raie spectrale à 435.83 nm mais elle est moins sensible et se trouve dans le visible. Il conviendrait alors d'opérer la mesure à l'abri de la lumière.
7------------------
On trace la courbe d'étalonnage, on effectue une régression linéaire sur les points ==> y=0.0875*x et l'on lit sur la graphe la concentration de la solution dosée ou on la calcule selon 0.035= 0.0875*x  ==> x=0.40 µg/L

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