Physique-Chimie DM1
Exercice 1
Deux charges électriques q¹=500 pC et q²= 50 pC, distantes d'une longueur d=4,0 cm, engendrent deux champs électriques qui se superposent.
Donnée: constante de Coulomb: k=9,0x 10° N-m²-C²
1. Modéliser, à réchelle, chaque charge électrique par un point.
2. Placer un point M respectivement à 4,5 cm de q¹et à 2,0 cm de q².
3. Calculer l'intensité des vecteurs champs électriques E¹ et E² au point M respectivement engendrés par les charges électriques q¹ et q².
4. Tracer les vecteurs champs électriques E¹ et E₂. au point M en prenant pour échelle : 1,0 cm + 1,0x10³N-C-1.
5. Le champ électrique produit est la superposition des deux champs électriques. Tracer le vecteur résultant E.
6. Les trois figures ci-dessous représentent un ensemble de lignes de champ générées par deux charges électriques. Laquelle correspond à la situation de rexercice? Justifier.
À Exercice 2
Une pièce de 5 centimes d'euro est composée d'acier (mélange de fer et de carbone) et recouverte de cuivre. La masse totale de la pièce est de 3,93 g. On cherche par une méthode spectrophotométrique à déterminer sa teneur en cuivre. La pièce est dissoute dans de l'acide, dans une fiole jaugée de 100 mL. L'absorbance de la solution obtenue mesurée à 800 nm est A-0,575. Les seules espèces en solution absorbant dans le visible sont les ions cuivre Cu²+ et les ions fer Fe". On réalise par ailleurs une gamme étalon de solutions contenant des ions cuivre, dont on mesure l'absorbance à 800 nm:
c(en mol-L) 0 0 3,95 x 10-3 0,055 0,121 0,231 0,452 0,649 7,97 x 1,63 x 3,25 x 4,74x 10- 10-2² 10-2 10².
1. a. Quelle est la couleur d'une solution d'ions fer Fe? b. Quelle est la couleur d'une solution d'ions culvre Cu²? c. Pourquoi choisit-on de travailler à 800 nm ?
2. Montrer que la loi de Beer-Lambert est vérifiée pour la solution d'ions cuivre.
3. Déterminer la masse de cuivre contenue dans la pièce.
4. En déduire son pourcentage massique de cuivre.
Les spectres d'absorption des solutions de Cu²+ et Fe sont :: Solution aqueuse d'ions for Fe A de concentration 5,0 x 10 mol L 3,0 2,0 1,0- 0,0 300 400 0. 500 Solution aqueuse d'ions cuivre Cu A de concentration 7,5 x 10¹ mol-L-¹ 14 0,8. 0,6 0,4 0,2 380 -A(nm) 600 700 480 580 680 +-A(nm) 780
