Physique

I. La sonde Voyager II, lancée par les États-Unis, le 20 août 1977 a mis 12 ans pour atteindre Neptune, l’avant dernière planète de notre système solaire située à 4,4.10⁹ km de la Terre, dont elle s'approcha donc vers la fin de l'été 1989. Combien de temps mettaient les images envoyées par Voyager pour parvenir à la Terre. Les ondes transportant ces images se propagent à la vitesse de la lumière dans le vide soit 3,00.10 ⁸ m.s^–1

II. Le premier janvier 2000, Yoda, un extraterrestre, regarde la Terre depuis sa lointaine planète. Il voit des dinosaures qui vivaient, il y a 130 millions d’années.

1) Expliquer en quelques phrases pourquoi Yoda peut voir le passé de la Terre.

2) Calculer la distance entre la planète où vit Yoda et la Terre en années de lumière puis en km.    

III. M. Hulot est en vacances au bord de la mer. Il marche tranquillement dans l'eau peu profonde lorsqu’il remarque un oursin. "Heureusement, pense-t-il, je l'ai vu à temps pour l'éviter". Mais au moment où il pose le pied sur ce qu’il croit être le sable, il ne peut retenir un cri de douleur : il venait de marcher sur l’oursin.

On a représenté un rayon lumineux issu de l’oursin qui va parvenir jusqu’à l’œil de M. Hulot.

1) Tracer, sans faire aucun calcul, un cheminement possible de ce rayon hors de l’eau.

2) Le rayon représenté fait un angle d’incidence de 20°. Placer cet angle sur la figure.

3) Définir l’indice de réfraction d’un milieu transparent. Quel est l’indice du milieu 1 ?

4) Calculer l’angle de réfraction, lors de ce changement de milieu .

5) Expliquer pourquoi M. Hulot a marché sur l'oursin.

Donnée : n _air = 1 ;  n _eau = 1,33

1

0.5

1

1

2

2

2

0.5

1

Chimie :

L’acétate d’isoamyle est une espèce chimique odorante présente dans les bananes. Sa formule chimique est C₇O₂H₁₄.

1) On peut l’extraire en utilisant l’entraînement à la vapeur. Décrire le principe de cette extraction

2) On verse ensuite le distillat obtenu dans une ampoule à décanter, on le lave avec de l’eau salée et on extrait l’acétate d’isoamyle du distillat par solvant. Que signifie la phrase « on extrait l’acétate d’isoamyle par un solvant » ?

3) Parmi les solvants cités dans le tableau ci-dessous, lequel faut-il utiliser pour extraire l’acétate d’isoamyle ? Justifier.

4) Donner la définition de densité d’un solvant ?

5) Faire un schéma de l’ampoule à décanter en justifiant la nature de chacune des phases.

On peut également synthétiser l’acétate d’isoamyle au laboratoire. Pour cela, on mélange dans un ballon 30 mL d’acide acétique et 22 mL d’alcool isoamylique. On y rajoute 2 mL d’acide qui sert de catalyseur et quelques grains de pierre ponce. On chauffe à reflux pendant une heure.

On lave le mélange obtenu à la fin de la réaction et on effectue une chromatographie avec un éluant adapté.

6) Qu’appelle-t-on « éluant » ?

7) La plaque obtenue après révélation est représentée ci-dessous. Que représentent les taches observées sur la plaque révélée ?

8) Que contient le mélange H obtenu après la synthèse ? Justifier la réponse ?

9) Quelle(s) différence(s) y a-t-il entre le mélange obtenu après hydrodistillation et le mélange obtenu après synthèse au laboratoire ?

10) La molécule d’acétate d’isoamyle est-elle une espèce chimique naturelle, artificielle ? Justifier la réponse

1

1

1

0.5

1.5

0.5

0,5

1

1

1

Eau
(d=1,0)

Eau salée
(d=1,1)

alcool

(d=0,80)

Cyclohexane
(d=0,78)

Acétone
(d=0,81)

Acétate d’isoamyle (d=0,87)

solubilité faible

solubilité faible

solubilité moyenne

solubilité Importante

solubilité Importante