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🧪 Thème 1 · Chapitre 2

Exercices — Des méthodes physiques d'analyse d'un système chimique

Commence par les exercices ★, puis monte en difficulté. Les corrections se dévoilent question par question.

Entraînement

1ExerciceLire une droite d'étalonnage0 / 2 corrections affichées

Lire une droite d'étalonnage

Énoncé

On a tracé la droite d'étalonnage A = f(c) d'une espèce colorée : A = 1 500 × c (c en mol·L⁻¹). Une solution inconnue de cette espèce donne A = 0,45.

Données utiles

  • A = ε · ℓ · c = k · c
  • k = 1 500 L·mol⁻¹

Progression

0 / 2 corrigées
  1. 1

    Rappeler pourquoi la droite d'étalonnage passe par l'origine.

  2. 2

    Calculer la concentration de la solution inconnue.

2ExerciceCouleur perçue et couleur absorbée0 / 2 corrections affichées

Couleur perçue et couleur absorbée

Énoncé

Une solution aqueuse de sulfate de cuivre(II) paraît bleue.

Données utiles

  • Cercle chromatique : la couleur perçue est la complémentaire de la couleur absorbée au maximum λmax.

Progression

0 / 2 corrigées
  1. 1

    Dans quel domaine de longueurs d'onde cette solution absorbe-t-elle majoritairement ? Justifier.

  2. 2

    Si on augmente la concentration de cette solution, comment évolue son absorbance à λmax ? Et sa teinte ?

3ExerciceIdentifier un groupe caractéristique en IR0 / 2 corrections affichées

Identifier un groupe caractéristique en IR

Énoncé

Le spectre infrarouge d'une molécule présente une bande fine et intense vers 1 715 cm⁻¹ et aucune bande large entre 2 500 et 3 500 cm⁻¹.

Données utiles

  • O–H acide carboxylique : bande très large, 2 500–3 200 cm⁻¹
  • C=O : bande fine et intense, 1 650–1 750 cm⁻¹
  • O–H alcool : bande large, 3 200–3 400 cm⁻¹

Progression

0 / 2 corrigées
  1. 1

    Quelle liaison révèle la bande à 1 715 cm⁻¹ ?

  2. 2

    La molécule peut-elle être un acide carboxylique ? Justifier.

4ExerciceConductivité d'une eau salée0 / 1 corrections affichées

Conductivité d'une eau salée

Énoncé

Une solution de chlorure de sodium a une conductivité σ = 0,126 S·m⁻¹ à 25 °C.

Données utiles

  • Loi de Kohlrausch : σ = Σ λᵢ · [Xᵢ]
  • λ(Na⁺) = 5,0 × 10⁻³ S·m²·mol⁻¹
  • λ(Cl⁻) = 7,6 × 10⁻³ S·m²·mol⁻¹

Progression

0 / 1 corrigées
  1. 1

    Calculer la concentration en ions de la solution.

5ExerciceDosage colorimétrique du diiode0 / 2 corrections affichées

Dosage colorimétrique du diiode

Énoncé

On dose une solution de diiode I₂ par spectrophotométrie à 450 nm. La droite d'étalonnage est A = 2 900 × c (c en mol·L⁻¹). Une solution S, obtenue en diluant 5 fois une solution mère, donne A = 0,58.

Données utiles

  • k = 2 900 L·mol⁻¹
  • Facteur de dilution D = 5

Progression

0 / 2 corrigées
  1. 1

    Calculer la concentration de la solution S.

  2. 2

    En déduire la concentration de la solution mère.

6ExerciceIdentifier puis doser une molécule0 / 2 corrections affichées

Identifier puis doser une molécule

Énoncé

Une solution contient une molécule dont le spectre IR révèle une bande fine vers 1 735 cm⁻¹ et aucune bande large au-delà de 3 000 cm⁻¹ : il s'agit d'un ester. Son spectre UV-visible, en solution diluée, est exploité pour un dosage : la droite d'étalonnage est A = 3 400 × c, et la solution étudiée donne A = 0,204.

Données utiles

  • C=O ester : bande fine et intense, 1 715–1 750 cm⁻¹
  • k = 3 400 L·mol⁻¹

Progression

0 / 2 corrigées
  1. 1

    Justifier l'attribution « ester » à partir du spectre IR.

  2. 2

    Calculer la concentration de la solution étudiée.

7ExerciceIdentifier une molécule par spectroscopie IR0 / 3 corrections affichées

Identifier une molécule par spectroscopie IR

Énoncé

Un flacon contient soit du butan-1-ol, soit de l'acide butanoïque, soit de la butanone. Son spectre IR montre une bande large entre 2 500 et 3 200 cm⁻¹ et une bande fine et intense vers 1 710 cm⁻¹.

Données utiles

  • O–H alcool : 3 200–3 400 cm⁻¹ (large)
  • O–H acide : 2 500–3 200 cm⁻¹ (très large)
  • C=O : 1 650–1 750 cm⁻¹ (fine, intense)

Progression

0 / 3 corrigées
  1. 1

    Quelle liaison la bande vers 1 710 cm⁻¹ révèle-t-elle ? Quelle molécule est éliminée ?

  2. 2

    Conclure grâce à la bande large.

  3. 3

    Quel spectre aurait donné la butanone ?

8ExerciceDureté d'une eau : dosage conductimétrique du chlorure de calcium0 / 3 corrections affichées

Dureté d'une eau : dosage conductimétrique du chlorure de calcium

Énoncé

Une eau minérale, assimilée à une solution de chlorure de calcium CaCl₂, a une conductivité σ = 45,0 mS·m⁻¹ à 25 °C.

Données utiles

  • CaCl₂ → Ca²⁺ + 2 Cl⁻
  • λ(Ca²⁺) = 11,90 × 10⁻³ S·m²·mol⁻¹
  • λ(Cl⁻) = 7,63 × 10⁻³ S·m²·mol⁻¹

Progression

0 / 3 corrigées
  1. 1

    Exprimer σ en fonction de la concentration apportée c en CaCl₂.

  2. 2

    Calculer la concentration c en mol·L⁻¹.

  3. 3

    En déduire la concentration massique en ions calcium (en mg·L⁻¹) et comparer à une eau minérale courante (≈ 80 mg·L⁻¹).

Exercices type bac

Rédactions originales inspirées de sujets d'annales. Le sujet officiel et son corrigé complet sont disponibles sur Labolycée.

1Type bacType bac — Dosage du fer dans un complément alimentaire0 / 5 corrections affichées

Type bac — Dosage du fer dans un complément alimentaire

Énoncé

Un comprimé de complément alimentaire indique une teneur en fer de 80 mg. On dissout un comprimé dans de l'eau pour obtenir 100,0 mL de solution S₀, puis on fait réagir les ions Fe²⁺ avec de l'orthophénanthroline pour former un complexe coloré. On dilue 50 fois S₀ pour rester dans le domaine de l'étalonnage et on mesure l'absorbance de la solution diluée à 510 nm : A = 0,52.

Données utiles

  • Droite d'étalonnage du complexe coloré : A = 1 800 × c (c en mol·L⁻¹)
  • M(Fe) = 55,8 g·mol⁻¹
  • Facteur de dilution D = 50
Exercice original inspiré des sujets de bac sur le dosage du fer (Labolycée)

Progression

0 / 5 corrigées
  1. 1

    Expliquer l'intérêt de former un complexe coloré avec les ions Fe²⁺ avant de les doser.

  2. 2

    Calculer la concentration cdil de la solution diluée.

  3. 3

    En déduire la concentration c₀ de la solution S₀.

  4. 4

    Calculer la masse de fer contenue dans le comprimé et la comparer à la valeur annoncée.

  5. 5

    Pourquoi faut-il diluer la solution S₀ avant la mesure ?

2Type bacType bac — Dosage de la vitamine C dans un jus de fruit0 / 5 corrections affichées

Type bac — Dosage de la vitamine C dans un jus de fruit

Énoncé

On souhaite vérifier la teneur en vitamine C (acide ascorbique) d'un jus d'orange. On prélève 10,0 mL de jus que l'on dilue 10 fois dans une fiole jaugée de 100,0 mL, puis on mesure l'absorbance de cette solution diluée à 243 nm : A = 0,142.

Données utiles

  • Droite d'étalonnage de l'acide ascorbique : A = 560 × c (c en mol·L⁻¹)
  • M(acide ascorbique) = 176 g·mol⁻¹
  • Apport journalier recommandé (AJR) en vitamine C ≈ 90 mg·j⁻¹
Exercice original inspiré des sujets de bac sur le dosage de la vitamine C (Labolycée)

Progression

0 / 5 corrigées
  1. 1

    Calculer la concentration cdil de la solution diluée.

  2. 2

    En déduire la concentration c₀ en vitamine C du jus d'orange.

  3. 3

    Calculer la masse de vitamine C présente dans les 10,0 mL de jus prélevés, puis la concentration massique du jus en g·L⁻¹.

  4. 4

    Calculer la teneur en vitamine C pour 100 mL de jus et la comparer à une orange moyenne (≈ 50 mg pour 100 mL).

  5. 5

    Un verre de 200 mL de ce jus permet-il d'atteindre l'AJR en vitamine C ?