Pour l'exercice de chimie :
Il y avait une courbe intensité-potentiel : I=f(V) où V est la différence de potentiel mesurée entre l'électrode de travail et l'électrode de référence au calomel saturé (ESC). On remarque sur la courbe qu'il y une partie où I=0 -> le système est lent.
L'électrode de travail est en cuivre Cu.
On introduit CuSO4 dans la solution à la concentration 0,1 mol/L
1/ Donner les réaction qui se produisent lorsque I>0 et lorsque I<0.
-> lorsque I>0 Cu=Cu2+ +2e- oxydation du cuivre
lorsque I<0 Cu2+ +2e- = Cu réduction du cuivre
2/ Calculer la différence de potentiel théorique lorsque V=0. Comparer avec le schéma.
-> Il faut calculer le potentiel de Nernst. on a E0(Cu2+/Cu) et E(ECS) dans les données. On trouve E(Cu2+/Cu)=0,31 V et il faut soustraire E(ECS) pour obtenir V=0,06 V.
Sur le schéma, effectivement I=0 lorsque V=0,06 V mais aussi sur la partie avant (surtension) d'où la question suivante :
3/ Il y a-t-il des surtension ? Expliquer brièvement l'origine.
-> Il y a une surtension cathodique mais pas anodique. Elle vaut 0,06V.
Pour l'origine, j'ai dit que c'était la cinétique qui était responsable des surtensions. En particulier que l'échange d'électron entre la solution et l'électrode était lent. L'examinatrice avait l'air satisfaite.
4/ I peut-il augmenter indéfiniment ?
-> Le problème des paliers de diffusion. J'explique qu'autour de l'électrode, il existe une couche limite (il me semble qu'on l'appelle plutôt couche de Nernst) où les ions Cu2+ se propagent par diffusion. Si I augmente trop, la consommation d'ions Cu2+ devient égale à l'apport par diffusion d’où le pallier. L'examinatrice me demande de compléter le schéma. Je trace deux paliers de diffusions : un pour I>0 et un pour I<0. J'ai le droit à "vous êtes sur ?". Je réfléchis et je me corrige : dans la réaction d'oxydation, c'est l'électrode qui se décompose donc pas de couche limite autour et pas de palier.
Puis "et si j'augmente beaucoup V, il se passe quoi ?", j'hésite un peu mais je parle du mur du solvant, on réalise l'électrolyse du solvant et là encore pas de palier de diffusion donc I peut augmenter.
5/ Réaliser un schéma du montage utilisé pour obtenir la courbe.
-> je refait le schéma du cours : électrode de travail, contre-électrode et électrode de référence (ECS ici) avec le potentiostat qui impose V.
"Intérêt de la contre-électrode ?" fermer le circuit et nécessité d'une autre demi-réaction.
6/ Une question sur le choix de l'électrode au calomel saturé que je n'ai pas traité.
Cet exercice est une grosse question de cours sur les courbes intensité-potentiel donc rien de bien compliqué.
Physique :
Système isolé de deux points matériel.
On considère un référentiel galiléen Rg et un système isolé de deux points matériels S. Les deux point sont M1 de masse m1 et M2 de masse m2. Ils sont en interaction gravitationnelle.
On note R* le référentiel barycentrique.
1/ Montrer que le référentiel barycentrique est galiléen.
-> J'applique le théorème du centre de masse au système S dans R*. La somme des forces extérieures appliquées à mon système est nul (isolé) donc la vitesse est constante. R* est en translation rectiligne et uniforme par rapport à Rg donc R* est galiléen.
2/ Introduire la particule fictive et déterminer l'équation de son mouvement.
-> pour ce qui est de l'introduire, pas de problème. Pour l'équation du mouvement je propose d'appliquer le PFD aux deux points. L’examinatrice dit que c'est bon. Je le fait. Ensuite je me suis perdu dans les équations avec les GM, les GM1, mes M1M2, et les masses. Je n'aboutis pas et l’examinatrice me demande de passer à la suite.
3/ Montrer que l'énergie mécanique barycentrique est égale à l'énergie de la particule fictive.
-> Pour l'énergie cinétique, il faut encore utiliser des relation entre les différentes vitesses. Il vaut mieux être rigoureux où se rappeler de plusieurs résultats utiles.
"Et l'énergie potentielle ?" Je parle de la gravité et je note Ep1=G*m1*m2/norm(M1M2) et Ep2=-G*m1*m2/norm(M1M2). L’examinatrice avait pas l'air satisfaite. Elle me demande le lien entre l'énergie et la force : F=-grad(Ep). Bon...
Ici, on aurait Ep1+Ep2=0 donc l'énergie potentielle du système serait nulle. Elle me demande si c'est toujours le cas pour les systèmes de deux point matériels. Je dit non mais sans vraiment justifier.
Fin de l'oral.
4/ La même question que précédemment avec le moment cinétique.
5/ Application à l'étude de deux astres.
Il y avait une courbe intensité-potentiel : I=f(V) où V est la différence de potentiel mesurée entre l'électrode de travail et l'électrode de référence au calomel saturé (ESC). On remarque sur la courbe qu'il y une partie où I=0 -> le système est lent.
L'électrode de travail est en cuivre Cu.
On introduit CuSO4 dans la solution à la concentration 0,1 mol/L
1/ Donner les réaction qui se produisent lorsque I>0 et lorsque I<0.
-> lorsque I>0 Cu=Cu2+ +2e- oxydation du cuivre
lorsque I<0 Cu2+ +2e- = Cu réduction du cuivre
2/ Calculer la différence de potentiel théorique lorsque V=0. Comparer avec le schéma.
-> Il faut calculer le potentiel de Nernst. on a E0(Cu2+/Cu) et E(ECS) dans les données. On trouve E(Cu2+/Cu)=0,31 V et il faut soustraire E(ECS) pour obtenir V=0,06 V.
Sur le schéma, effectivement I=0 lorsque V=0,06 V mais aussi sur la partie avant (surtension) d'où la question suivante :
3/ Il y a-t-il des surtension ? Expliquer brièvement l'origine.
-> Il y a une surtension cathodique mais pas anodique. Elle vaut 0,06V.
Pour l'origine, j'ai dit que c'était la cinétique qui était responsable des surtensions. En particulier que l'échange d'électron entre la solution et l'électrode était lent. L'examinatrice avait l'air satisfaite.
4/ I peut-il augmenter indéfiniment ?
-> Le problème des paliers de diffusion. J'explique qu'autour de l'électrode, il existe une couche limite (il me semble qu'on l'appelle plutôt couche de Nernst) où les ions Cu2+ se propagent par diffusion. Si I augmente trop, la consommation d'ions Cu2+ devient égale à l'apport par diffusion d’où le pallier. L'examinatrice me demande de compléter le schéma. Je trace deux paliers de diffusions : un pour I>0 et un pour I<0. J'ai le droit à "vous êtes sur ?". Je réfléchis et je me corrige : dans la réaction d'oxydation, c'est l'électrode qui se décompose donc pas de couche limite autour et pas de palier.
Puis "et si j'augmente beaucoup V, il se passe quoi ?", j'hésite un peu mais je parle du mur du solvant, on réalise l'électrolyse du solvant et là encore pas de palier de diffusion donc I peut augmenter.
5/ Réaliser un schéma du montage utilisé pour obtenir la courbe.
-> je refait le schéma du cours : électrode de travail, contre-électrode et électrode de référence (ECS ici) avec le potentiostat qui impose V.
"Intérêt de la contre-électrode ?" fermer le circuit et nécessité d'une autre demi-réaction.
6/ Une question sur le choix de l'électrode au calomel saturé que je n'ai pas traité.
Cet exercice est une grosse question de cours sur les courbes intensité-potentiel donc rien de bien compliqué.
Physique :
Système isolé de deux points matériel.
On considère un référentiel galiléen Rg et un système isolé de deux points matériels S. Les deux point sont M1 de masse m1 et M2 de masse m2. Ils sont en interaction gravitationnelle.
On note R* le référentiel barycentrique.
1/ Montrer que le référentiel barycentrique est galiléen.
-> J'applique le théorème du centre de masse au système S dans R*. La somme des forces extérieures appliquées à mon système est nul (isolé) donc la vitesse est constante. R* est en translation rectiligne et uniforme par rapport à Rg donc R* est galiléen.
2/ Introduire la particule fictive et déterminer l'équation de son mouvement.
-> pour ce qui est de l'introduire, pas de problème. Pour l'équation du mouvement je propose d'appliquer le PFD aux deux points. L’examinatrice dit que c'est bon. Je le fait. Ensuite je me suis perdu dans les équations avec les GM, les GM1, mes M1M2, et les masses. Je n'aboutis pas et l’examinatrice me demande de passer à la suite.
3/ Montrer que l'énergie mécanique barycentrique est égale à l'énergie de la particule fictive.
-> Pour l'énergie cinétique, il faut encore utiliser des relation entre les différentes vitesses. Il vaut mieux être rigoureux où se rappeler de plusieurs résultats utiles.
"Et l'énergie potentielle ?" Je parle de la gravité et je note Ep1=G*m1*m2/norm(M1M2) et Ep2=-G*m1*m2/norm(M1M2). L’examinatrice avait pas l'air satisfaite. Elle me demande le lien entre l'énergie et la force : F=-grad(Ep). Bon...
Ici, on aurait Ep1+Ep2=0 donc l'énergie potentielle du système serait nulle. Elle me demande si c'est toujours le cas pour les systèmes de deux point matériels. Je dit non mais sans vraiment justifier.
Fin de l'oral.
4/ La même question que précédemment avec le moment cinétique.
5/ Application à l'étude de deux astres.
