8/14/2019 BAC Sciences Physiques Et Chimiques 2009 ST2S

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Session 2009

BACCALAUREAT ECHNOLOGIQUESCIENCES ET TECHNOLOGIESDE LA SANTE ET DU SOCIAL

PREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES

Dure de l'preuve : 2 heuresCoefficient : 3

Le sujet comporte 4 pages numrotes de 114 414

L'usage de la calculatrice est autoisLa claft des raisannements et la qualit de la redaction interviendront pour une paftimpoftante dans Iapprciation des copies.

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-A- CHIMIE(12 PotNrs)Julia et Rmidcident d faire une randonne vlo.l. La prparation : /6.5 poinfs)Aprs avoir choisi l'habillement, Julia prpare la trousse ( premiers secours ) dans laquelleelle met I'indispensable pour soigner les petiles blessures. EIIe prend au fond de I'armoire pharmacie une bouteille d'eau oxygne 10 volumes quifera office d'antiseptique. l\.4ais ladate de premption est dpasse. Pour savoir si l'eau oxygne est encore efficace, Juliadcide d'aller au lyce pour la doser.

'1. Prparation du dosage:Pour doser correctement le peroxyde d'hydrogne contenu dans I'eau oxygne Juliadoit diluer 10 fois la solution de la bouteille (solution mre). Elle souhaite obtenir unvolume V = 100 mL de solution dilue (solution fille). De la verrerie de laboratoire estmise sa disposition :- nintfae i,,^e- fioles jauges- bchers- nr||vft or.1' res.1.1 . Parmi Ie matriel disponible choisir et dessiner :1.1.a. La verrerie utilise pour prlever la solution mre.1.1.b. Le rcipient dans lequel on effectue la dilution par ajout d'eau distille.1.2. La solution titrante est une solution de permanganate de potassium (K* + MnO, ).Pour obtenir 0,25 L de solution, le prparateur -doit dissoudre une quantit dematire de permanganate de potassium n = 5 x 10'' mol.Calculer la masse m de permanganate de polassium que le prparateur doit peserpour prparer cette solution.Donne : la masse molaire du permanganate de potassium est M = 158 g.mol-l2. Le dosage :On dose V2 = 10 mL de solution d'eau oxygne dilue.2.1. Donnerles noms des diffrentes parties du dispositif de dosage reprsent sur leschma ci-dessous.

S PYN,,]S IVI E LR 1Page l l4

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2.2. Les deux couples oxydanvrducteur utiliss dans ce dosage sont: OelHzOz etMnO;/Mn'?*, les demi-quations d'oxydorduction correspondantes sont donnesct-dessous:c2+ 2H- +2e'=H2O2MnO;+ I H* + 5 e- = Mn2* + 4 H:OA partir de ces deux demi qutions, recopier et complter l'quation de laraction du dosage donne ci-dessous :2 MnO;+ ... H2O2+ ........ H* .......+....... + .......,2.3. Julia obtient l'quivalence lorsqu'elle a vers un volume Vi = 8,0 mL de solution depermanganate de potassium de concentration Ct=2,0x 10-2 mol,L-1.

2.3.1. Dfinir l'quivalence d'un dosage.2.3.2. prtir de l'quation de la rction du dosage, montrer que l'on peut crire la

relation suivante, +=9+, c2 est la concentration en peroxyded'hydrogne de la solution dilue.

2.3.3. En utilisant cette relation, calculer Cz.2.3.4. Julia trouve que l concentration en peroxyde d'hydrogne de l'eau oxygneprsente dans la bouteille avant dilution est c = 0,40 mol.L-r. Calculer sontilre en volume.

Au vu du rsultat, plus de deux fois plus petit que les indications lnscrles sur /abouteille, Julia dcide de racheter une nouvelle bouteille d'eau oxygne et Iaranclonne commence...ll. Arrt au qte. 1.5.5 poirtslAprs plusieurs heures de pdalage sous Ia pluie, le g.oupe dcide de s'arrter djeunerdans une auberge.

1. ll y a sur la table une bouteille d'eau minrale et un soda.Le pH de I'eau minrale indiqu sur l'tiquette de la bouteille est 6,3.1.1. Montrer gue la concentra'tion en ion oxonium [H3Ol de cette eau minrale estvoisine de 5 0 x 10'' mol.L-'.1.2. Calculet la quantit de matire d'ions oxonium n(H3O-) contenue dans cettebouteille de volume V = 1,5 L.

2. Sur l'tiquette du soda on peut lire entre autres : conseyateur : benzoate de sodium.L'ion benzoate G6H5GOO- est une base, il fait partie du couple " acide benzotque/ionbenzoate " dont le pKa est 4,22.1. Donner la dfinition d'une base selon Brnsted.2.2. Ec'-ire la raction susceptible de se produire entre I'ion benzoat et l'eau. Nommerles produits obtenus.2.3. Donner l'expression littrale de la constante d'acidit du coupleacide benzoique /ion benzoate.

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2.4. Le pKa de ce couple est 4,2. Reprsenter sur un axe gradu en pH, le diagrammede prdominance de I'acide benzoique t de I'ion benzoate.2.5. Le pH de l'estomac est gal 2. En s'aidant du diagramme prcdemment trac,dire ce qu'il advient de I'ion benzoate lorsque Rmi a aval sa boisson. Reste_t-iisous forme d'ion benzoate ou se transforme-t-il en acide benzoToue ? Justifier.Le repas tant trs copieux, le restaurateur propose Rmi une boisson facilitant ladigestion en oublianl de luidire qu'elle contient de l'alcool. Rmi accepte...

-B- PHYSIQUE(8 PorNrs)lll. L'accident. 18 poinfsl

Les deux compres reprennent leur vlodsaffecte touiours mouille. et entament une descente sur une fouteA la fin de la descente, la route est horizontale, mais il y a un affaissement dechausse (voir schma en annxe). Rmi dcide de sauter par-dessus le trou, il prenddonc de la vitesse, mais arriv sur la prtie horizontale, il se ravise et freine au maxlmumpour s'arrtef avnt l'affaissement. ll parcourt toute la partie horizontale en drapant.1. Le freinageL systme < Rmi-vlo >, rapport au point G, est alors soumis trois forces:reprsentes en G (voir le schma en annexe),

1.2. Donner l'expression1.3. Montrer sans calculest nul.Iittrale du travail de la force Was(F2j sur reque la valeur du

de la torce WAB(F2) sur le trajet AB.travail de la force F2 . WAB(Fr) , sur le trajet AB

1.4. D'ordinaire Rmi aurait pu s'arrter juste avant le trou. En s'aidant du texte enannexe ( Les effets physiologiques de l'alcool )) et des conditions du frelnage, citerdeux raisons qujfont qu'il n'y arrivera ps.2. La chuteLe systme ( Rmi-vlo }} quitte le sol en B avec une vitesse ve = 2,0 m.s'1. ll tombe enchute libr iusqu'en C. La hauteur de chute est h = 1,5 m.

2.'1. La seule force exerce sur te systme ( Rmi-vlo > est son poids On rappelleIexpression de sa norme : P = m.g. Dterminer ses caractristiques : direction,sens. valeur de la norme.Donnes: masse du systme ( Rmi-vlo > : m = 80 kg; intensit de lag = I,B N.kS-'.

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pesanteur:Page3l4

->->.->Fr, Fz, et f,?reprsente I'ensemble des forces de frottement qui permetient de ratentir te systme( Rmi-vlo ,, est la raction de la route.1.1. Nommer la force f, .

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2.2. Donner l'expression littrale du travail du poids Wsfi lors decette chute dehauteur h, et montrer que sa valeur est Wsc:lllg x 103 S,t. en prc,sant l,unit.2.3. Calcul de la vitesse d'atterrissage.2.3.1. noncer le thorme de l'nergie cintique.2.3.2. Montrer que l'nergie cintique en B vut EJE) - 160 S.l. ;donner I'unit.2.3.3. En appliquant le thorme de l'nergie cintique entre les points B et C et lesdonnes souliqnes des questions pcdentes, montrer que I'nergiecintique en C vaut Ec(C) = 1 ,34 x 103 S. t.2-3.4. Calculer alors la vitesse vc d'atterrissage du systme en C, et donc de Rmiau fond du trou.La randonne est hlas finie...

$qLma de l'exerciqlll :

Saurce : www.securitelouliere.gouv.fr

IES EFFETS PHYS/OLAGIQUES DE L'ALCOOLL'alcoal trcit le champ visuel.L'alcoal augmenle la sensibilif l'blauissement.L'alcool allre |bppcbtion des dlslnces et des lrgeurc- Sous /,effef cie |alcoo!, un conducteur peutdcider, devant un abstacle, de frcinel sur une distance trop courte paw s,affler au, aevam un passageplus etal aue sa voilute, de oasserqua/rd md,.re,L'alcaal diminue les rflexes, La dure ayenne du tenps de rction daos des condlT,ons normaJes eslvalue une seconde environ. Ds 0,5 g/1, Ie temps de raclion peut afteindre 1,5 seconde. Ainsi, unvhicule raulant 90 km/h parcouft 25 mtres en 1 seconde et 37 mtres en 1,5 seconde. Ce sont ces 12mtres qui peuvent sauvel une vie ! Les temps de raction augmentent considrableme avec des tauxd'alcoolmie enca@ plus |evs.L'alcaal provoque une surcstimation de ses capacits.L'alcaal a un eflet eupharisant. ll provoque une surestlmai/o, de ses capacits. Aprs 0,5 g/t de sang, Iacanduite devient plus heuie qu' jeun et Ie conducteur fajt beaucout) plus d,errcurs.Sous I'effet de I'alcool, le conducteu a un comporlement clgtad par ppod au canoucteur sabrc. Celase lraduil par une prise de risque plus impaftanfe _ vllesse excessiye, agressivit, nan-poft de la ceinturede la .ecuil au du cdsque. rfle,es d'minues..,Un sujet en bonne sant linine AJj g A,15 g d'alcaol par heure. Rien n,efface les effets de I'alcaal:caf sal, cuillere d'huile... aucun " ttuc " ne pemet d'liminer !'alcool ptus rapidemenL

ANNXE:

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