COMMENT RENDRE L’EAU POTABLE ? ?· potassium et acide chlorhydrique pour le candidat qui n’aurait…

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    12-Sep-2018

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  • Spcialit COMMENT RENDRE LEAU POTABLE ? Session 2018

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    BACCALAURAT SRIE S

    preuve de PHYSIQUE CHIMIE valuation des Comptences Exprimentales

    Sommaire

    I. DESCRIPTIF DU SUJET DESTIN AUX VALUATEURS ........................................................................... 2 II. LISTE DE MATRIEL DESTINE AUX VALUATEURS ET AUX PERSONNELS DE LABORATOIRE .... 3 III. NONC DESTIN AU CANDIDAT ............................................................................................................ 4

    1. Analyse des documents et slection dun protocole (20 minutes conseilles) ................................... 6

    2. Mise en uvre du dosage de leau de Javel (20 minutes conseilles) .............................................. 6

    3. Exploitation des rsultats (20 minutes conseilles) ............................................................................ 7

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    I. DESCRIPTIF DU SUJET DESTIN AUX VALUATEURS

    Tches raliser par le candidat

    Le candidat doit : analyser diffrents protocoles de titrage et choisir le plus adapt, en

    argumentant ; raliser le protocole de titrage ; valider les rsultats obtenus et montrer que la notion de titrage

    indirect a t comprise.

    Comptences values Coefficients respectifs

    Cette preuve permet d'valuer les comptences : Sapproprier (APP) : coefficient 2 ; Raliser (RA) : coefficient 2 ; Valider (VAL) : coefficient 2.

    Prparation du poste de travail

    Avant l'arrive du candidat Tous les appareils qui doivent tre connects au secteur le sont. Tout le matriel de la liste doit tre dispos sur la paillasse du

    candidat. Prvoir :

    un poste de remplacement ; un erlenmeyer contenant le mlange eau de Javel, iodure de

    potassium et acide chlorhydrique pour le candidat qui naurait pas russi prparer ce mlange afin quil puisse raliser ltape de titrage.

    Droulement de lpreuve.

    Gestion des diffrents appels.

    Minutage conseill

    Analyse des documents et slection dun protocole (20 minutes conseilles)

    Ralisation du protocole (20 minutes conseilles) Exploitation (20 minutes conseilles)

    Il est prvu deux appels obligatoires de la part du candidat et un appel facultatif.

    Lors de lappel 1, lexaminateur vrifie le choix dun protocole adapt (le n1). Lvaluateur observe ensuite le candidat en continu lors du titrage.

    Lors de lappel 2, lexaminateur vrifie lexploitation des rsultats exprimentaux et la validation du choix fait sur le protocole.

    Remarques Les fiches II et III sont adapter en fonction du matriel utilis par les candidats au cours de lanne.

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    II. LISTE DE MATRIEL DESTINE AUX VALUATEURS ET AUX PERSONNELS DE LABORATOIRE

    La version modifiable de lNONC DESTIN AU CANDIDAT jointe la version .pdf vous permettra dadapter le sujet votre matriel. Cette adaptation ne devra entraner EN AUCUN CAS de modifications dans le droulement de lvaluation

    Paillasse candidats

    une calculette type collge ou un ordinateur avec fonction calculatrice une pipette jauge de 10,0 mL une pipette jauge de 20,0 mL un dispositif de pipetage une prouvette gradue de 25 mL une prouvette gradue de 10 mL quatre bchers de 100 mL un agitateur magntique et un barreau aimant une burette gradue de 25 mL un bcher poubelle un erlenmeyer de 100 mL des lunettes et gants une pissette deau distille une baguette aimante du papier essuie tout un flacon contenant 100 mL dune solution commerciale deau de Javel 2,6 % de chlore actif dilue au

    dixime, tiquet eau de Javel dilue 10 fois un flacon contenant 100 mL dune solution diodure de potassium de concentration en solut apport

    C = 0,10 mol.L1, tiquet iodure de potassium C = 0,10 mol.L1 un flacon contenant 50 mL dacide chlorhydrique 1,0 mol.L-1, tiquet acide chlorhydrique 1,0 mol.L-1 un flacon contenant 100 mL dune solution de thiosulfate de sodium de concentration en solut apport

    C = 0,10 mol.L1, tiquet thiosulfate de sodium C = 0,10 mol.L1 un flacon compte-gouttes contenant de lempois damidon (ou un pilulier contenant du iodex), tiquet

    empois damidon (ou iodex ), proposer au candidat en cas de difficult pour reprer lquivalence dans la partie Ralisation du dosage de leau de Javel

    Paillasse professeur

    un poste de remplacement Pour information : Leau de Javel 2,6 % de chlore actif (c.a.) est leau de Javel commerciale en bouteille. Leau de Javel en berlingot est 9,6 % de c.a. Les solutions tant concentres, le reprage de lquivalence ne ncessite pas, a priori, lemploi dempois damidon (ou iodex appel aussi thiodne). On pourra cependant, en cas de besoin, proposer au candidat dajouter quelques gouttes dindicateur color juste avant lquivalence. Pour leau de Javel 2,6 % de c.a., le pourcentage massique dhypochlorite de sodium NaClO est de 2,73 % et la densit moyenne de la solution est de 1,037. Le volume quivalent mesur pour le dosage (par la solution de thiosulfate de sodium) de leau de Javel 2,6 % de chlore actif dilue 10 fois est Vq = 7,8 mL. On trouve aussi frquemment de leau de Javel 3,6 % de chlore actif (c.a.). Les rsultats seront adapter au type de solutions deau de Javel proposes.

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    III. NONC DESTIN AU CANDIDAT

    NOM :

    Prnom :

    Centre dexamen :

    n dinscription :

    Ce sujet comporte quatre feuilles individuelles sur lesquelles le candidat doit consigner ses rponses. Le candidat doit restituer ce document avant de sortir de la salle d'examen. Le candidat doit agir en autonomie et faire preuve dinitiative tout au long de lpreuve. En cas de difficult, le candidat peut solliciter lexaminateur afin de lui permettre de continuer la tche. Lexaminateur peut intervenir tout moment, sil le juge utile. L'utilisation d'une calculatrice ou d'un ordinateur autres que ceux fournis n'est pas autorise.

    CONTEXTE DU SUJET

    En voyage, 80 % des maladies contractes ont pour cause une eau contamine. Il est donc essentiel de traiter leau disponible avant utilisation afin de la rendre potable. Diffrentes mthodes peuvent tre utilises, sous rserve que leau traiter soit claire, sans impurets lil nu : lbullition, la microfiltration ou la chloration (pastilles dsinfectantes base de chlore). La chloration est un moyen simple et efficace pour dsinfecter leau afin de la rendre potable en liminant faible cot la plupart des microbes, bactries, virus et germes. Elle consiste introduire des produits chlors comme leau de Javel dans de leau pour tuer les micro-organismes quelle contient. LOMS (Organisation Mondiale de la Sant) recommande que 3,0 mg dions hypochlorite ClO (aq) soient ajouts par litre deau pour une dsinfection satisfaisante.

    Le but de cette preuve est de dterminer le volume deau de Javel commerciale introduire dans un rservoir de 100 litres deau afin dobtenir une dsinfection satisfaisante.

  • DO

    Spcialit

    OCUMENTS

    Documen

    dano

    o

    plaenv

    ajochl

    La transtape est

    ClO(aq)+

    raparconthiodever

    Lquatio

    I2 (aq) + 2

    Documen

    Espce

    Couleur esolutionaqueuse

    MIS A DISP

    t 1 : Propos

    Prns un erlenmV = 10,0 mLcommercialeenviron 20 mpotassium dC = 0,10 mo

    acer le mlaviron deux m

    outer ensuitorhydrique

    formation qt :

    + 2 H+(aq) + 2

    aliser ensuiter la solution dncentration Cosulfate S2Oempois damirs 5 mL de t

    on de ractio

    2 S2O32(aq)

    t 2 : Autres

    masse masse couleu

    e I(aq)en n e

    incolor

    pour ud'empoteinte

    identifi

    D

    COMM

    POSITION D

    sition de pro

    rotocole 1 meyer, introduL de la solutioe dj diluemL de la solue concentrat

    ol.L1 en ionsange sous aminutes. te environ 1,0 mol.L-1.

    ui se produ

    I(aq) I2 (aq

    e le titrage dude thiosulfateC = 0,10 mo32(aq) ; ajou

    don ( ou iodethiosulfate d

    n associe

    S4O62(aq

    donnes

    e molaire de e molaire du ur de quelque

    ) I2(aq

    re brunjaun

    un titrage coois d'amidonbleue ; ication des d

    Diiode Dic

    MENT REN

    U CANDIDA

    otocoles pou

    uire : on deau de 10 fois ;

    ution dioduretion iodure I(aqagitation pen

    5 mL da

    uit lors de

    q) +Cl(aq) +H

    u diiode forme de sodium l.L1 en ions

    uter deux gouex) aprs ave sodium.

    cette tape

    q) + 2 I (aq)

    loxygne : Mchlore : M(Ces espces e

    q) S2O32

    n ne inco

    olorimtriquen (ou iodex)

    dangers relat

    chlore Ac

    NDRE LEA

    AT

    ur le titrage

    Javel

    e de

    ). ndant

    acide

    cette

    H2O(l)

    m de

    uttes voir

    est :

    )

    o

    o

    La ttap Cl (

    Lqu

    ClO

    M(O) = 16,0 Cl) = 35,5 g.men solution a

    2(aq) S4O6

    olore inc

    e avec le d l'approche

    tifs certaine

    ide chlorhyd

    AU POTA

    de leau de

    dans un eo V = 10,0

    commerco ajouter e

    chlorhyd placer le

    environ de

    transformatioe est :

    (aq) + ClO (a

    raliser ensolution dconcentraiodure I(a

    uation de ra

    (aq) +2 H+(aq

    g.mol1 ; mol1 ; aqueuse :

    62(aq) ClO

    olore inc

    iiode, il est de l'quivale

    es espces c

    drique E

    BLE ?

    Javel

    Protocolerlenmeyer, in0 mL de la sociale dj dilensuite envirdrique 1,0 m

    mlange soeux minutes.

    on qui se p

    aq) + 2 H + (aq

    nsuite le titraiodure de po

    ation C = 0,10aq).

    action assoc

    ) +2 I (aq)

    O(aq) H

    colore in

    prfrable ence ; le diio

    chimiques :

    Eau de Jave

    e 2 ntroduire : olution deaulue 10 fois ;on 5 mL dacmol.L1. ous agitation

    produit lors

    q) Cl2 (g) +

    age du dichlootassium de 0 mol.L1 en

    cie cette

    I2 (aq) +Cl(aq

    H+(aq)

    ncolore

    d'ajouter deode I2 prendra

    el

    Session 2018

    Page 5 su

    u de Javel ; cide

    n pendant

    de cette

    + H2O (l)

    ore par la

    ions

    tape est :

    ) + H2O(l)

    Cl(aq)

    incolore

    eux gouttes a alors une

    ur 7

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    Matriel mis disposition du candidat une calculette type collge ou un ordinateur avec fonction calculatrice une pipette jauge de 10,0 mL une pipette jauge de 20,0 mL un dispositif de pipetage une prouvette gradue de 25 mL une prouvette gradue de 10 mL quatre bchers de 100 mL un agitateur magntique + un barreau aimant une burette gradue de 25 mL un bcher poubelle un erlenmeyer de 100 mL des lunettes et des gants une pissette deau distille une baguette aimante du papier essuie tout une solution commerciale deau de Javel dilue 10 fois une solution diodure de potassium (K+ (aq) + I (aq)) de concentration C = 0,10 mol.L1 en

    ions iodure I (aq) une solution dacide chlorhydrique de concentration 1,0 mol.L1 une solution de thiosulfate de sodium (2 Na+ (aq) + S2O32 (aq)) de concentration

    C = 0,10 mol.L1 en ions thiosulfate S2O32 (aq) un flacon compte-gouttes contenant de lempois damidon (ou iodex)

    TRAVAIL EFFECTUER 1. Analyse des documents et slection dun protocole (20 minutes conseilles)

    En sappuyant sur les documents 1 et 2, choisir le protocole appropri pour effectuer le dosage de leau de Javel. Justifier prcisment ce choix.

    .......

    .......

    .......

    .......

    .......

    APPEL n1

    Appeler le professeur pour lui prsenter le protocole choisi ou en cas de difficult 2. Mise en uvre du dosage de leau de Javel (20 minutes conseilles)

    En utilisant le matriel mis disposition et partir du protocole choisi, effectuer le dosage de leau de Javel, tout en prenant les mesures de scurit adaptes.

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    APPEL FACULTATIF

    Appeler le professeur en cas de difficult 3. Exploitation des rsultats (20 minutes conseilles) Daprs les quations de raction, on peut montrer que la concentration molaire en ions hypochlorite dans leau de Javel dilue, note [ClO(aq) ], est donne par la relation :

    ClO(aq) =C'.Vq2.V

    o Vq dsigne le volume de solution titrante vers lquivalence et V le volume de solution deau de Javel dilue titre. Calculer [ClO (aq) ] puis la concentration molaire C en ions hypochlorite dans leau de Javel commerciale.

    Dterminer alors le volume deau de Javel commerciale introduire dans le rservoir de 100 litres pour dsinfecter leau quil contient.

    APPEL n2

    Appeler le professeur pour lui prsenter les conclusions ou en cas de difficult. Dfaire le montage et ranger la paillasse avant de quitter la salle.

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