Oui
Cinétique chimique
Titrage
Lumière et dualité onde-particule
Sujet Bac Corrigé - Le luminol et la police scientifique - Bac S Antilles-Guyane 2011 (ancien programme) - Ex 1 - Corrigé (Physique-chimie)
1 juin 2011
Bac S (ancien programme)
🔦 Cet exercice de 6,5 points raconte comment le luminol fait briller les traces de sang. Le sujet officiel et son corrigé détaillé sont gratuits, en PDF.
- Photon : calculer l'énergie d'un photon à 400 nm et comparer avec la lumière rouge.
- Titrage : équation du dosage par le permanganate et concentration de l'eau oxygénée.
- Cinétique : loi des gaz parfaits, tableau d'avancement, vitesse et temps de demi-réaction.
- Catalyse : le rôle des ions fer III du sang.
Chaque question est corrigée pas à pas, avec les pièges d'unités et les méthodes de lecture graphique.
✅ Correction
🫣
Correction Masquée
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Le luminol au service de la police scientifique : un exercice de chimie complet
Ce premier exercice du bac S 2011 aux Antilles-Guyane vaut 6,5 points, soit environ 1 h 18 de travail sur une épreuve de 3 h 30. Il part d'une situation concrète : le luminol, pulvérisé avec de l'eau oxygénée, révèle les traces de sang par une lueur bleue. L'exercice traverse quatre chapitres en une seule histoire : la lumière et le photon, le titrage d'une eau oxygénée, le suivi cinétique par mesure de pression, puis la catalyse par les ions fer III.
Partie 1 : la lumière émise et l'énergie du photon
Les premières questions sont des définitions : la lumière est une onde électromagnétique, qui se propage aussi dans le vide, contrairement à une onde mécanique. Vient ensuite le calcul de l'énergie d'un photon de longueur d'onde 400 nm avec E = hc/λ. On trouve E = 5,0 × 10-19 J, à condition de convertir les nanomètres en mètres : l'oubli fausse le résultat d'un facteur 109. La question sur la lumière rouge se règle sans calcul : la longueur d'onde étant plus grande, l'énergie du photon est plus faible.
Partie 2 : le titrage de l'eau oxygénée
Il faut d'abord combiner les demi-équations des couples MnO4-/Mn2+ et O2/H2O2 pour écrire l'équation du dosage, en faisant attention au rôle de l'eau oxygénée, qui est ici le réducteur. L'équivalence se repère à la persistance de la teinte rose-violette des ions permanganate. La relation à l'équivalence tient compte des nombres stœchiométriques 2 et 5 : CR = 5 C0 VE / (2 VR) = 1,0 mol/L, puis la solution commerciale, diluée dix fois, a une concentration de 10 mol/L, proche de la valeur annoncée de 9,8 mol/L.
Partie 3 : une transformation lente suivie par la pression
La loi des gaz parfaits relie la surpression P - P0 à la quantité de diazote formé. Le tableau d'avancement montre que l'eau oxygénée est le réactif limitant : xmax = n2/7 = 7,0 × 10-4 mol. La mesure finale de 1 660 Pa redonne la même valeur, à condition d'exprimer le volume de gaz en mètres cubes. On interprète ensuite la pente de la tangente à la courbe x = f(t) : elle diminue au cours du temps, car les réactifs se raréfient. Le temps de demi-réaction se lit à mi-hauteur de xmax : environ 3 s, en s'aidant de l'échelle donnée par τ = 2,0 s.
Partie 4 : la catalyse
Un catalyseur accélère une réaction sans figurer dans son équation et sans modifier l'état final. L'intérêt en criminologie est clair : sans les ions fer III du sang, la réaction durerait des mois et aucune lueur ne serait visible.
Conseils pour réussir
Soignez les conversions d'unités (nanomètres, litres en mètres cubes) et n'oubliez jamais les nombres stœchiométriques dans les relations à l'équivalence ou dans le calcul de xmax. Sur les graphiques, tracez vos constructions et indiquez la lecture obtenue.