Online BAC 2022 course by Top Instructors - BAC 2022

Acide benzoïque (1)

Dans cette vidéo, Théobald de Cydéo se penche sur un exercice de chimie du BAC de 2022 en Nouvelle-Calédonie portant sur la réaction de l'acide benzoïque avec l'eau. L'exercice propose de calculer la masse nécessaire pour préparer une solution d'acide benzoïque, en utilisant la concentration donnée (C0) et le volume de la solution (V0). En utilisant la formule de la concentration molaire, Théobald explique comment calculer la quantité de matière (N0) correspondant à cette masse et comment remonter à la masse (M0) grâce à la masse molaire. Ensuite, l'exercice demande de déterminer si la solution est saturée en se référant à la solubilité de l'acide benzoïque. Théobald explique que si la concentration de l'acide dans la solution est égale à la solubilité maximale (2,4 g par litre), alors la solution est saturée. En effectuant le calcul, il conclut que la solution n'est pas saturée. L'exercice suivant consiste à écrire l'équation de réaction de l'acide benzoïque avec l'eau. Théobald explique que l'acide réagit avec l'eau pour former l'ion benzoate et l'acide H3O+. Il vérifie ensuite que l'équation est équilibrée en s'assurant que tous les réactifs sont présents à gauche et tous les produits à droite. Ensuite, l'exercice demande de tracer le diagramme de prédominance du couple acide benzoïque/ion benzoate et de préciser l'espèce prédominante dans la solution. Théobald suggère de tracer un axe de pH en indiquant le pKa donné dans l'énoncé. Il explique que la concentration de base est égale à la concentration d'acide au pKa. En se référant à la valeur de pH de la solution (3,1), il conclut que l'acide benzoïque est prédominant dans la solution. Ensuite, l'exercice demande de compléter un tableau d'avancement en fonction des différentes quantités (C0, V0, X, Y). Théobald rappelle qu'il faut utiliser les quantités en quantité de matière et non en masse. Il remplit le tableau en indiquant les réactifs initiaux, les produits formés et les quantités correspondantes. L'exercice suivant demande de calculer l'avancement maximal de la réaction en prenant en compte le réactif limitant (l'acide benzoïque). Théobald explique que si tous les réactifs ont été consommés, l'avancement maximal correspond à la quantité initiale de l'ion benzoate (Xmax). Il effectue le calcul et obtient la valeur de Xmax (1,0 fois 10 moins 3 mol). Enfin, l'exercice demande de montrer que le taux d'avancement final s'écrit sous la forme de la concentration en H3O+ à l'équivalence divisée par C0. Théobald explique que le taux d'avancement final correspond à l'avancement réel divisé par l'avancement maximal. Il effectue les calculs et obtient la valeur du taux d'avancement final (7,9 fois 10 moins 2) qui confirme que l'acide benzoïque est prédominant dans la solution. Théobald conclut la vidéo en annonçant qu'il poursuivra l'exercice dans une autre vidéo et invite les spectateurs à poser des questions s'ils en ont.

Acide benzoïque (1)

Dans cette vidéo, Théobald de Cydéo explique comment corriger un exercice de chimie du BAC de l'année précédente sur la synthèse de l'acide benzoïque. Il recommande de lire rapidement l'exercice, en soulignant les étapes clés de la synthèse. Les facteurs cinétiques qui permettent d'accélérer la réaction sont la température élevée, la concentration élevée et la présence d'un catalyseur. On utilise un montage à reflux pour chauffer la réaction sans perdre de matière. Pour calculer la quantité de matière d'alcool benzoïque dans un échantillon de 2 mL, on utilise la masse molaire et la masse volumique de l'alcool benzoïque. Dans la deuxième partie de l'exercice, on doit calculer la quantité de matière théorique d'acide benzoïque obtenue en supposant que la transformation est totale et que l'alcool benzoïque est le réactif limitant. En utilisant les stoichiométries des réactions, on peut déterminer que la quantité de matière d'acide benzoïque est égale à la quantité de matière d'alcool benzoïque introduite initialement. Le rendement de la synthèse est calculé en comparant la masse théorique maximale avec la masse réelle obtenue. Le rendement de la synthèse est de 61%. Il est important de noter que le rendement dépend de la nature de la réaction et de son degré de complétion.

Qualité des eaux souterraines (1)

Bonjour à tous, dans cet exercice de chimie des solutions, nous traitons de la contamination de l'eau douce sur les littorales. L'eau de mer salée peut pénétrer dans les nappes phréatiques et contaminer l'eau douce. Selon la concentration en ions chlorure, l'eau peut être potable (inférieure à 150 mg/L), potentiellement contaminée (entre 50 et 200 mg/L) ou impropre à la consommation (au-dessus de 200 mg/L). La concentration minimale en masse d'ions chlorure pour considérer une intrusion est de 200 mg/L. Dans la deuxième question, nous devons déterminer la concentration en quantité de matière des ions chlorure apportés par le chlorure de magnésium (MgCl2). Nous considérons uniquement la dissolution de MgCl2. En utilisant un tableau d'avancement, nous arrivons à une concentration en ions chlorure de 8,0 x 10^-2 mol/L. Dans la troisième partie, nous devons calculer la concentration totale en masse des ions chlorure dans la mer Méditerranée. Nous avons la concentration massique (Cm) en ions chlorure apportée par le chlorure de sodium (NaCl) qui est de 16,5 g/L. En utilisant la concentration molaire (C) et la masse molaire des ions chlorure, nous pouvons calculer la concentration massique apportée par la dissolution de MgCl2, qui est de 2,8 g/L. En additionnant les deux concentrations massiques, nous obtenons une concentration totale en masse des ions chlorure dans la mer Méditerranée de 19,3 g/L. La suite de cet exercice sera abordée dans la prochaine vidéo. N'hésitez pas à poser vos questions en commentaire.

Qualité des eaux souterraines (2)

Dans cette vidéo, on aborde le titrage des ions chlorures dans les eaux souterraines. On explique que la contamination des eaux phréatiques peut se produire si l'eau douce est proche de la mer et si elle contient une concentration élevée d'ions chlorures. On réalise donc un titrage pour mesurer la concentration en masse des ions. On prélève 50 millilitres d'eau douce que l'on titrera avec une solution de nitrate d'argent. On suit le titrage par conductimétrie et on nous demande d'identifier la courbe qui représente la réalité parmi trois différentes. On fait un schéma pour visualiser le dispositif expérimental et on dresse un tableau des ions présents en solution. On comprend que jusqu'à l'équivalence, les ions Ag+ ne sont pas présents en solution et que la concentration en ions Cl- diminue alors que la concentration en ions Ag+ augmente. La conductivité diminue également. À l'équivalence, il ne reste plus d'ions Cl- en solution, mais on continue d'ajouter des ions Ag+. Après l'équivalence, les concentrations en ions Ag+ et NO3- augmentent. On trace ensuite la courbe de conductivité en fonction du volume versé. La courbe qui descend et remonte est la bonne courbe. On nous dit que le volume à l'équivalence est de 13 mL et on veut déterminer si l'eau peut être utilisée pour l'alimentation en eau potable. On utilise la formule de la concentration massique en ions chlorures et on obtient une concentration de 92,13 mg/L, ce qui est inférieur à la limite de 200 mg/L pour l'eau potable. Donc l'eau douce peut être utilisée pour l'alimentation en eau potable. Ensuite, on réalise une modélisation du titrage en utilisant le langage de programmation Python. On veut visualiser l'évolution des quantités de matière des ions Ag+, Cl- et du produit ionique AgCl au cours du titrage. On identifie les espèces A, B et C et on complète une ligne du programme Python pour calculer la concentration en quantité de matière en ions chlorures.

Pile à méthanol (1)

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Pile à méthanol (2)

Dans cette vidéo, Obaldesudéo aborde un problème ouvert sur la pile au méthanol qui a été donné au bac l'année dernière. Dans la première partie de l'exercice, Obaldesudéo explique le fonctionnement de la pile au méthanol. Ensuite, il aborde le cas où des élèves veulent faire fonctionner un petit ventilateur avec cette pile au méthanol en utilisant deux piles en série. L'intensité du courant mesurée est de 450 mA et le rendement de chaque pile est de 70%. Toutes ces informations seront utiles pour la partie B de l'exercice. La première question de cette partie demande de calculer la capacité électrique théorique de la pile au méthanol étudiée dans la partie A. Pour cela, Obaldesudéo rappelle que la capacité électrique théorique est le nombre de moles échangées lors de la réaction, multiplié par la constante de Faraday (9,65 x 10,4 coulombs par mole). Dans le cas de la réaction avec le méthanol, il y a 6 moles d'électrons échangés par mole de méthanol. Donc la capacité électrique théorique est égale à 6 fois la quantité de matière en méthanol introduite dans la pile, multipliée par la constante de Faraday. En faisant le calcul, on obtient une capacité électrique théorique de 16,9 x 10^3 coulombs. Ensuite, Obaldesudéo aborde la question ouverte où les élèves souhaitent faire fonctionner leur ventilateur pendant au moins une heure. Pour répondre à cette question, Obaldesudéo explique qu'il faut prendre en compte la capacité électrique réelle de la pile. Pour passer de la capacité électrique réelle à la capacité électrique théorique, il faut utiliser le rendement de la pile qui est de 70%. Donc la capacité électrique réelle est égale au rendement fois la capacité électrique théorique. Sachant qu'il y a deux piles en série, la capacité électrique réelle est donc deux fois la capacité électrique réelle de la pile A. À partir de la capacité électrique réelle, on peut calculer le temps de fonctionnement de la pile en utilisant la formule : capacité électrique réelle = courant multiplié par le temps de fonctionnement. En connaissant la capacité électrique réelle, le courant et en utilisant les chiffres significatifs, on peut trouver le temps de fonctionnement de la pile en secondes. En utilisant ces informations, Obaldesudéo donne la réponse à la question ouverte. En faisant les calculs, on obtient un temps de fonctionnement de la pile de 5,9 heures. Donc les élèves pourront faire fonctionner leur ventilateur pendant largement plus d'une heure. Obaldesudéo conclut la vidéo en invitant les spectateurs à poser des questions en commentaire et en donnant rendez-vous pour une prochaine vidéo.

Ingenuity : le premier hélicoptère à voler sur Mars (1)

Dans cette vidéo, Théobald de Studio aborde la correction de la partie A de l'exercice 1 du BAC 2022 Nouvelle-Calédonie qui traite de la thermodynamique et de l'atmosphère sur Mars. Il explique que l'atmosphère peu dense de Mars pose des problèmes de portance pour le drone Ingenuity. Il introduit la loi des gaz parfaits (PV = nRT) et utilise les notions de masse volumique (ρ) et de masse molaire (M) pour montrer que la masse molaire de l'air sur Terre vaut RT/PM. Ensuite, il effectue des calculs numériques pour trouver la valeur de la masse volumique de l'air à 15°C. Il déduit que la masse volumique de l'atmosphère sur Mars est égale à 1% de celle de l'air sur Terre. Enfin, il explique pourquoi il est un défi technologique de faire voler un hélicoptère sur Mars en montrant que la portance est proportionnelle à la masse volumique, et donc diminue lorsque celle-ci diminue. Il conclut en indiquant que faire décoller un hélicoptère sur Mars est 100 fois plus difficile que sur Terre.

Ingenuity : le premier hélicoptère à voler sur Mars (2)

Dans cette vidéo, le professeur Théobald de Studio présente une résolution d'un problème ouvert en physique chimie, qui consiste à déterminer la valeur de la vitesse de rotation minimale des pales de l'hélicoptère Ingenuity sur Terre et sur Mars, afin que l'hélicoptère puisse décoller. Pour résoudre ce problème, le professeur propose une démarche en plusieurs étapes. Tout d'abord, il explique que la portance minimale nécessaire à l'hélicoptère pour décoller doit compenser le poids de l'appareil. Il souligne que la portance et le poids sont deux forces, et que la portance minimale correspondra donc au poids de l'hélicoptère. Sachant que le poids dépend de l'intensité de pesanteur sur Terre et sur Mars, il faut d'abord trouver le poids de l'hélicoptère sur chaque planète. Ensuite, le professeur utilise des graphiques représentant la portance en fonction de la vitesse de rotation des pales sur Terre et sur Mars. Il explique que chaque valeur de portance correspond à une vitesse de rotation des pales spécifique. Donc, pour trouver la vitesse de rotation minimale correspondant à la portance minimale, il faut utiliser ces graphiques. Le professeur procède ensuite au calcul du poids de l'hélicoptère sur Terre et sur Mars, en utilisant les valeurs de masse de l'hélicoptère et les intensités de pesanteur fournies dans l'énoncé. Il obtient ainsi les valeurs de portance minimale sur Terre et sur Mars. Enfin, le professeur lit les valeurs de vitesse de rotation minimales correspondantes sur les graphiques, en utilisant la règle pour lire les données. Il obtient ainsi les valeurs de vitesse de rotation minimales sur Terre et sur Mars. Le professeur commente ensuite le résultat, en soulignant que la vitesse minimale de rotation sur Mars est 6 fois plus élevée que sur Terre. Il explique que cela met en évidence le défi technologique que représente le vol de l'hélicoptère sur Mars. En conclusion, le professeur souligne l'importance d'essayer de résoudre le problème même si on n'obtient pas nécessairement un résultat final. Il rappelle que le cheminement et la démarche de résolution sont également évalués dans ce type de questions.

Ingenuity : le premier hélicoptère à voler sur Mars (3)

Dans cette vidéo, Théobald de Studio corrige la troisième partie du premier exercice de physique-chimie du bac de Nouvelle-Calédonie de 2022, qui porte sur la chute libre. L'exercice consiste à étudier la phase d'atterrissage d'un hélicoptère sur Mars. Lors de cette phase, l'hélicoptère cesse la propulsion à un mètre du sol et tombe en chute libre jusqu'au sol. La première question demande d'appliquer la deuxième loi de Newton pour exprimer la coordonnée de l'accélération de l'hélicoptère lors de la chute libre. Pour cela, il faut faire un schéma de la situation, faire un bilan des forces et appliquer la deuxième loi de Newton. On obtient ainsi que l'accélération est égale à -GM, où G est le champ de pesanteur et M est la masse de l'hélicoptère. Ensuite, on déduit la vitesse de l'hélicoptère en intégrant l'accélération par rapport au temps. On obtient que la vitesse est égale à -GMt. Enfin, on détermine l'équation horaire du mouvement en intégrant la vitesse. On obtient que la position de l'hélicoptère en fonction du temps est égale à -1,5GMt^2 + H, où H est la hauteur initiale de l'hélicoptère. On nous demande ensuite de déterminer la durée au bout de laquelle l'hélicoptère atteindra le sol. On résout l'équation de la position en fonction du temps en posant Z(t_sol) = 0, où t_sol est la durée de chute. On obtient ainsi que t_sol = racine de 2H/GM. Ensuite, on calcule la vitesse de l'hélicoptère au moment de l'impact sur le sol en utilisant la valeur de t_sol dans l'expression de la vitesse. On obtient que la vitesse est égale à racine de 2GMH. On nous dit que lors des essais préparatoires réalisés sur Terre, des vitesses d'impact de l'ordre de 16 km/h ont été enregistrées. On nous demande si le train d'atterrissage de l'hélicoptère est suffisamment résistant pour une utilisation sur Mars. On convertit la vitesse d'impact de 16 km/h en m/s ou on convertit la vitesse de l'hélicoptère en km/h. On compare les deux valeurs et on conclut que le train d'atterrissage est suffisamment résistant. En conclusion, cette vidéo corrige la troisième partie d'un exercice sur la chute libre d'un hélicoptère lors de l'atterrissage sur Mars. La vidéo détaille les différentes étapes pour résoudre l'exercice, notamment l'application de la deuxième loi de Newton et l'intégration pour trouver la vitesse et la position de l'hélicoptère. On détermine ensuite la durée de chute et la vitesse d'impact pour conclure sur la résistance du train d'atterrissage.

Ingenuity : le premier hélicoptère à voler sur Mars (4)

Bonjour à tous, dans cette vidéo, nous allons corriger ensemble la troisième partie du premier exercice de physique-chimie du bac de Nouvelle-Calédonie de 2022. Il s'agit de la phase d'atterrissage de l'hélicoptère Ingenuity sur Mars. La solution retenue est de cesser la propulsion à un mètre du sol et de laisser l'hélicoptère atteindre le sol en chute libre. La première question consiste à appliquer la deuxième loi de Newton afin d'exprimer l'accélération de l'hélicoptère lors de la chute libre. En faisant un schéma et un bilan des forces, on obtient l'équation AZ de T égale moins GM, où G est l'accélération due à la gravité et M est la masse de l'hélicoptère. En intégrant cette équation, on obtient la vitesse VZ de T égale moins GM fois T. En intégrant à nouveau, on trouve l'équation horaire du mouvement, Z de T égale moins 1,5 de GM T carré plus H, où H est la hauteur de départ de l'hélicoptère. En résolvant cette équation, on obtient la durée Tsol nécessaire pour que l'hélicoptère atteigne le sol, qui est égale à racine de 2H sur GM. En calculant cette durée, on obtient Tsol égale à 0,74 secondes. En utilisant cette durée, on peut calculer la vitesse Vsol de l'hélicoptère au moment de l'impact sur le sol, qui est égale à racine de 2GMH. En calculant cette vitesse, on trouve Vsol égale à 2,7 mètres par seconde. En comparant cette vitesse à celle des essais préparatoires sur Terre, on conclut que le train d'atterrissage est suffisamment résistant pour une utilisation sur Mars. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à les poser en commentaire. À plus pour la suite !

Acide benzoïque (1)

Dans cette vidéo, Théobald de Cydéo présente un exercice de chimie sur la réaction de l'acide benzoïque avec l'eau dans le cadre du BAC de 2022 en Nouvelle-Calédonie. Il explique que l'exercice fait partie des trois exercices au choix et que les étudiants doivent en choisir deux. Théobald recommande de survoler les données fournies, qui incluent les valeurs de pK des acides et bases, la solubilité de l'acide benzoïque et la masse molaire des différentes entités chimiques. La première partie de l'exercice porte sur le calcul de la masse nécessaire pour préparer une solution d'acide benzoïque. Théobald rappelle que la concentration molaire est égale à N/V, avec V en litres et N en moles. En utilisant cette formule, il calcule la quantité de matière correspondant à la masse donnée et en déduit la masse nécessaire pour préparer la solution. Ensuite, Théobald examine la saturation de la solution. Il explique que la solubilité maximale de l'acide benzoïque est donnée et que la solution est saturée si la concentration d'acide est égale à cette valeur. En vérifiant cette condition, il conclut que la solution n'est pas saturée. L'équation de réaction de l'acide benzoïque avec l'eau est ensuite écrite. Théobald explique que l'acide réagit avec l'eau pour former l'ion benzoate et l'acide H3O+. Il vérifie que l'équation est équilibrée et que tous les réactifs et produits sont présents. Théobald procède ensuite à la construction du diagramme de prédominance du couple acide benzoïque/ion benzoate. Il rappelle la relation entre le pH et le pKa et indique que la solution est dans le domaine de prédominance de l'acide, en se référant à la valeur du pH donnée. Le tableau d'avancement est ensuite complété en fonction des concentrations initiales et finales. Théobald utilise l'équation de réaction pour remplir le tableau et calcule la quantité d'acide restante. L'avancement maximal est également calculé en considérant que tout l'acide a réagi pour former l'ion benzoate. Enfin, Théobald montre que le taux d'avancement final s'écrit taux = [H3O+] à l'équivalence / C0 en utilisant les valeurs calculées précédemment. Il conclut que le taux d'avancement est faible, ce qui est cohérent avec le fait que la réaction a peu eu lieu. Théobald termine en proposant de répondre aux questions des spectateurs et annonce qu'il continuera l'exercice dans une autre vidéo.

Acide benzoïque (1)

Dans cette vidéo, Théobald de Cydéo corrige un exercice de synthèse de l'acide benzoïque du BAC de l'année précédente. Le processus de synthèse se fait en deux étapes : la formation de l'acide benzoïque et la cristallisation de celui-ci. Les facteurs cinétiques qui permettent d'accélérer la réaction sont une température élevée et une concentration élevée. Le chauffage à reflux permet de chauffer la réaction sans perdre de matière, en utilisant un système de condensation des vapeurs. L'exercice comporte également des questions sur la quantité de matière d'alcool benzoïque contenue dans un échantillon, ainsi que sur la quantité théorique d'acide benzoïque qui pourrait être obtenue si la réaction était totale. Le rendement de la synthèse est calculé en comparant la masse théorique maximale avec la masse réelle obtenue, donnant un résultat de 61%. Il est souligné que le rendement dépend de la nature de la réaction.

Qualité des eaux souterraines (1)

Bonjour à tous, dans cet exercice de chimie des solutions extrait du bac de 2022 de Nouvelle-Calédonie, on aborde le sujet de la contamination de l'eau douce par l'eau salée des littorales. On nous explique que l'eau de mer salée peut pénétrer les nappes phréatiques lors du pompage, ce qui peut contaminer l'eau douce en la rendant saline. La potabilité de l'eau douce est alors compromise en fonction de la concentration en ions chlorure. Une concentration inférieure à 150 mg/L correspond à une absence de contamination, une concentration entre 50 et 200 mg/L est due à une contamination naturelle mais l'eau reste potable, et une concentration supérieure à 200 mg/L rend l'eau impropre à la consommation. Dans la première question, on nous demande la valeur de la concentration minimale en ions chlorure à partir de laquelle on considère qu'il y a eu intrusion et contamination de l'eau. Cette valeur est de 200 mg/L. Dans la deuxième question, on doit déterminer la concentration en quantité de matière des ions chlorure apportée par le MgCl2. On sait que le MgCl2 se dissout complètement dans l'eau et que la réaction est totale. On utilise donc un tableau d'avancement pour calculer la concentration en ions chlorure. On obtient une valeur de 8,0 x 10^-2 mol/L. Enfin, dans la troisième question, on nous donne la concentration massique en ions chlorure apportée par le NaCl et on doit déterminer la concentration totale en ions chlorure dans la mer Méditerranée. On utilise la relation entre la concentration molaire et la concentration massique pour trouver la concentration massique des ions chlorure apportée par le MgCl2, qui est de 2,8 g/L. En additionnant cette valeur à la concentration massique apportée par le NaCl (16,5 g/L), on obtient une concentration totale massique de 19,3 g/L pour les ions chlorure dans la mer Méditerranée. Dans la vidéo suivante, nous aborderons les parties B et C de cet exercice. N'hésitez pas à poser vos questions en commentaire.

Qualité des eaux souterraines (2)

Dans cette vidéo, on aborde le sujet du titrage des ions chlorures dans les eaux souterraines afin de vérifier leur concentration en masse. On explique d'abord le risque de contamination des nappes phréatiques par les ions chlorures provenant de la mer. Ensuite, on présente l'expérience de titrage qui consiste à prélever 50 mL d'eau douce et à les titrer avec une solution de nitrate d'argent. On suit ce titrage par conductimétrie et on nous demande d'identifier la courbe correspondant à l'évolution de la conductivité en fonction du volume de solution versé. On explique ensuite la réaction de titrage et comment les ions évoluent avant, pendant et après l'équivalence. On constate que la conductivité diminue avant l'équivalence et augmente après. La courbe qui descend puis remonte est donc la bonne. On détermine ensuite que le volume versé à l'équivalence est de 13 mL. Enfin, on calcule la concentration massique en ions chlorures dans l'eau prélevée en utilisant la formule de quantité de matière. On conclut que la concentration est inférieure à la limite de potabilité de 200 mg/L et que l'eau peut être utilisée pour la consommation. Enfin, on aborde la modélisation du titrage via un langage de programmation Python et on identifie les espèces chimiques présentes et leur évolution au cours du titrage. On complète également une ligne de code Python pour calculer la concentration en ions chlorures.

Pile à méthanol (1)

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Pile à méthanol (1)

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