2016 : Normale – Exercices

Résumé et Points Clés

2016 : Normale – Exercices

Ce sujet d’examen national unifié du baccalauréat (session normale 2016) pour les filières scientifiques internationales (option française) couvre la physique-chimie. Il est divisé en deux grandes parties : la chimie (7 points) et la physique (13 points).

Chimie (7 points) :

• Partie I : Étude d’une solution d’ammoniac. Elle aborde le comportement acido-basique de NH₃ (ammoniac) en solution aqueuse. Les concepts clés incluent :
  • Le taux d’avancement final (τ) d’une réaction.
  • La constante d’équilibre K.
  • L’utilisation du diagramme de distribution pour identifier les formes acide/base d’un couple (NH₄⁺/NH₃) et déterminer le pKa.
  • La réaction entre l’ammoniac et l’ion méthylammonium (CH₃NH₃⁺), avec le calcul de la constante d’équilibre et du pH du mélange.
• Partie II : Électrolyse d’une solution de nitrate d’argent. Elle traite de l’électrolyse de AgNO₃ en milieu acide. Les points importants sont :
  • L’écriture des réactions aux électrodes (anode et cathode).
  • L’utilisation d’un tableau d’avancement pour relier l’avancement de la réaction (x) à la variation du pH du mélange.
  • Le calcul du temps nécessaire pour atteindre un pH donné, en utilisant l’intensité du courant constante (I) et le Faraday (F).

Physique (13 points) :

• Transformations nucléaires (2,25 pts) : Radioactivité du polonium.
  • Équation de désintégration α du Polonium 210 en Plomb.
  • Calcul du bilan énergétique (ΔE) à partir des énergies de liaison.
  • Lois de décroissance radioactive : détermination graphique de la demi-vie (t₁/₂) et calcul du temps pour un rapport donné entre noyaux fils (Pb) et noyaux pères (Po).
• Électricité (5,25 pts) :
  • Dipôle RL : Réponse à un échelon de tension. Détermination de la force électromotrice (E), des résistances (r, r₀) et de l’inductance (L₀) à partir des courbes de tension et de la tangente à l’origine.
  • Circuit RLC série : Étude des oscillations libres (décharge d’un condensateur dans un dipôle RL) et des oscillations forcées (mentionnées).
• Mécanique (5,5 pts) :
  • Chute verticale avec frottement.
  • Mouvement d’un pendule de torsion.

Conseils pour l’examen : Maîtriser la formulation des constantes d’équilibre en chimie acido-basique et l’exploitation des diagrammes de distribution. En physique nucléaire, savoir exploiter une courbe de décroissance pour en extraire la constante de temps et la demi-vie. Pour l’électricité, bien pratiquer la résolution des équations différentielles pour les circuits RL et RLC, et l’interprétation graphique (tangente, valeur initiale, régime permanent).