فرض محروس للثانية علوم فيزيائية في مادة الفيزياء و الكمياء: الفرض رقم3 الدورة الأولى

فرض كتابي رقم -3-العلوم الفيزيائية و الكيميائية الدورة الأولى

الكمياء:المعايرة

حمض الأسكوربيك (C₆H₈O₆) المعروف بالفيتامين C مختزل طبيعي يوجد عدة خضر و فواكه ،نقصه في الجسم يعرض الشخص إلى الإصابة بداء الحفر (scorbut) نجده في الصيدلية على شكل أقراص تحمل علبتها الإشارة C500 أو C1000...

1- نأخذ في كأس حجما V_A= 20 mL من محلول حمض الأسكوربيك، تركيزه C_A = 1.10^—2 mol.L^—1 و نضيف إليه حجما V_B = 5 mL من محلول هدروكسيد الصوديوم تركيزه C_B = 2.10^—2 mol.L^—¹.

1-1- أكتب مزدوجة قاعدة/ حمض لحمض الأسكوربيك.

1-2- أكتب معادلة التفاعل الحاصل.

1-3- أعطى قياس pH الخليط عند 25°C القيمة pH = 4 . استنتج التركيز [ H₃O⁺] في الخليط.

1-4- أحسب التركيز [ HO^--] في الخليط و استنتج كمية المادة n_f(HO^--) في الخليط في الحالة النهائية.

1-5- أحسب التقدم الأقصى للتفاعل X_max

1-6- أنشئ جدول تقدم التفاعل، و أحسب التقدم النهائي X_f للتفاعل ما ذا تستنتج.

2- نسحق قرصا من الفيتامين C500 و نذيب المسحوق في قليل من الماء المقطر. نضع الناتج المحصل عليه في حوجلة معيارية (100 mL) و نملأها بالماء المقطر و نخلط جيدا فنحصل على محلول S.نأخذ حجما V_A= 10 mL من المحلول (S) و نعايره بمحلول هيدروكسيد الصوديوم تركيزه C_B = 2.10^—2 mol.L^—¹و نرسم المنحنى الممثل لتغيرات pH و تغيرات الدالة المشتقة dpH/dV_B بدلالة الحجم المضاف .V_B

2-1- تفاعل حمض الأسكوربيك مع الماء تفاعل غير كلي اكتب معادلة التفاعل.

2-2- حدد مبيانيا الحجم المضاف V_BEعند التكافؤ .

2-3- أحسب تركيز حمض الأسكوربيك C_A_.

2-4- أحسب كمية مادة حمض الأسكوربيك المتواجدة في 100 mL من المحلول.

2-5- أحسب بـ mg كتلة حمض الأسكوربيك المتواجدة في قرص واحد من فيتامين C500. ما ذا تستنتج؟

معطيات:

الكتل المولية: M(H) = 1 g.mol^-1 ; M(C) = 12 g.mol^-1 ; M(O) = 16 g.mol^-1

الجداء الأيوني للماء: Ke = [H₃O⁺].[HO^-] = 10^-14

الفيزياء (12ن)

تمرين 1: (قياس سعة مكثف) (5ن)

لدراسة استجابة ثنائي قطب RC لرتبة توتر ننجز الدارة الكهربائية ( الشكل1) نغلق قاطع التيار عند لحظة نعتبرها أصلا للتواريخ،

و نعطيR = 100Ω

1- أنقل تبيانة التركيب وبين عليها كيفية ربط كاشف التذبذب لمعاينة التوتر u_c(t)

2- أوجد المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر u_c(t).

3- تحقق من أن حل المعادلة يكتب على الشكل u_c(t) = E.(1- e^(-t/RC)).

4- يبرز المنحنى 2 تغيرات u_c(t) وفق نظامين حدد كل واحد منهما،

ما هي المدة الزمنية للنظام الأول.

5- حدد مبيانيا ثابتة الزمن Շ. ثم استنتج قيمة C.

تمرين 2: ( التذبذبات الحرة في الدارة RLC) (7ن)

نشحن مكثفا سيعته C = 6.3 μF تحت توتر U=12V ثم نصل مربطيه بثنائي قطب يتكون من موصل أومي مقاومته R = 25Ω و وشيعة معامل تحريضها L و مقاومتها r = 5Ω (الشكل 2).

نعاين التوتر بين مربطي المكثف و نحصل على الرسم لتذبذبي الممثل في المنحنى 3

1- ما هي طبيعة نظام التذبذبات المحصل عليها.

2- أحسب شبه الدور T للتذبذبات.

3- أوجد المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر u_c(t)

4- حل المعدلة التفاضلية يكتب على الشكل

u_c(t) = U_m cos (2π/ T₀ + φ)

بحيث T₀الدور الخاص للتذبذبات، أوجد تعبير شدة التيار i(t) المار في الدارة.

ثم أحسب I_m_.

5- لصيانة التذبذبات نضيف إلى الدارة مولد يزود الدارة بتوترu_g = R₀.i(t) ذو مقاومة سالبة. ما هي القيمة التي يجب أن تأخذها R₀ لكي نحصل على تذبذبات غير مخمدة.