Devoir n°3 cned physique chimie

Sujet du devoir

Exercice 1 – (5 points)
L’imagerie médicale nécessite des appareils pouvant générer des ondes ou des champs électromagnétiques.
La radiographie et le scanner utilisent des ondes électromagnétiques très énergétiques dont il faut se
protéger : les rayons X.
1. La fréquence des rayons X utilisés pour une radiographie est ν = 5,00 x 1017 Hz.
Calculer l’énergie de cette radiation.
Donnée : constante de Planck : h = 6,62 x 10–34 J.s.
2. Donner la valeur c de la vitesse de la lumière dans le vide.
a) Montrer que la longueur d’onde de la radiation précédente est λ = 0,6 nm.
b) Cette radiation est-elle visible ? Justifier en donnant les longueurs d’onde extrêmes des radiations
visibles.
c) Le résultat de la radiographie fait apparaître des zones claires et des zones plus sombres : blanches
pour les os (composés en partie de calcium Ca) et noires pour la chair (composée en grande partie
d’eau)
En utilisant le tableau ci-dessous, justifier qui de la chair ou des os absorbe le plus les rayons X.
Symbole de l’élément H O Ca
Nombre de masse 1 16 40
N° atomique Z 1 8 20
On rappelle que les os sont très riches en éléments calcium (Ca).
Citer un facteur autre que le numéro atomique Z influant sur l’absorption des rayons X.
d) Citer un moyen permettant de se protéger efficacement des rayons X.

Exercice 2 – (5 points)
Données : c = 3,00 x 108 m.s–1 ; constante de Planck : h = 6,62 x 10–34 J.s.
1. Les ondes lumineuses visibles par notre œil ne représentent qu’une petite partie du vaste domaine
des ondes électromagnétiques.
Après avoir recopié le schéma ci-après, indiquer les domaines des radiations de la lumière visible, des
UV et des IR.
. Une onde électromagnétique a une longueur d’onde dans le vide λ = 1,5 x 10–5 m (15 μm).
a) Placer cette longueur d’onde sur l’axe précédemment recopié.
b) Dire à quel domaine appartient cette radiation.
c) Calculer la fréquence λ de cette onde.
3. L’énergie E des photons associés à une onde électromagnétique de longueur d’onde λ dans le vide et
de fréquence ν peut se déterminer à l’aide de la relation : E hc = λ (1).
a) A l’aide de la relation (1), exprimer littéralement (c’est à dire avec des lettres) l’énergie E des photons
en fonction de la fréquence ν de l’onde électromagnétique.
b) Comment varie l’énergie des photons quand la fréquence des radiations diminue ? Justifier la réponse.
4. Radiations UV (UltraViolet)
a) Citer une source de radiations UV.
b) Donner un effet biologique lié aux radiations ultraviolettes.
5. Radiations IR (Infrarouge)
a) Citer une source de radiations IR.
b) Donner une application liée au rayonnement infrarouge.

Chimie
Exercice 1 – Oxydation d’alcools (3 points)
Soient les alcools suivants :
 Ethanol ‚ Butan-2-ol ƒ Méthylpropan-2-ol „ Pentan-1-ol … Propan-2-ol
1. Ecrire la formule semi-développée et indiquer la classe à laquelle appartient chacun de ces alcools.
(2 points)
. On tente de procéder à une oxydation ménagée de chacun de ces alcools. Sachant que l’oxydation
ménagée :
• d’un alcool tertiaire n’est pas possible.
• d’un alcool secondaire donne un composé chimique de la famille des cétones.
• d’un alcool primaire , oxydant en défaut donne un composé chimique de la famille des aldéhydes et
oxydant en excès donne un composé chimique de la famille des acides carboxyliques.
Nommer chaque espèce chimique obtenue et écrire sa formule semi-développée. (1 point)

Exercice  – Recherche d’aldéhydes (4 points)
1. Donner le groupe caractéristique des aldéhydes. (0,5 point)
. Écrire la formule brute générale d’un aldéhyde saturé (ne comportant pas de double liaison carbone
– carbone) comportant n atomes de carbone (on exprimera les indices des autres atomes en fonction
de n). (0,5 point)
3. La densité d d’un aldéhyde gazeux est de 2,5 environ. Sachant que sa masse molaire est M = d x 29,
calculer la masse molaire de cet aldéhyde. (1 point)
4. En utilisant les résultats des questions 2 et 3 , en déduire la valeur de n, le nombre d’atomes de
carbone de la molécule. (1 point)
5. Rechercher les formules semi-développées et les noms correspondants de tous les aldéhydes
isomères. (1 point)
Données : masses molaires (en g.mol-1) : C : 12 ; O : 16 ; H : 1.
Exercice 3 – Recherche d’acide (3 points)
1. Donner le groupe caractéristique des acides carboxyliques. (0,5 point)
2. Écrire la formule brute générale d’un acide carboxylique saturé (ne comportant pas de double liaison
carbone – carbone) comportant n atomes de carbone (on exprimera les indices des autres atomes en
fonction de n). (1 point)
3. Un acide carboxylique saturé contient 53,3 % d’oxygène en masse, ce qui signifie que , sur 100 g
d’acide, il y a 53,3 g d’oxygène. Calculer la masse molaire de l’acide et en déduire la valeur de n, le
nombre d’atomes de carbone de la molécule puis sa formule brute. (1 point)
4. Écrire alors sa formule semi-développée et donner son nom. (0,5 point)
Données : masses molaires (en g.mol–1) : C : 12 ; O : 16 ; H : 1.

Où j'en suis dans mon devoir

Je n'ai rien trouvé j'y suis depuis le début de l'après-midi et je commence à désespérer  ...

Si quelqu'un d'entre vous pourriez m'aider , ce serait gentil .

Merci d'avance