Centrale Physique Chimie 2 PSI 2016Sujet, corrigé et rapport du jury

Pas encore noté

Solubilité et produit de solubilité
Oxydoréduction et courbes intensité-potentiel (électrolyse)
Diagrammes potentiel-pH
Thermochimie (température de flamme)
Diffusion thermique
Thermodynamique des systèmes ouverts

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Présentation du sujet

Électrolyse de l'eau de mer et thermodynamique d'un cuiseur à œufs

Le sujet comporte deux grandes parties indépendantes de taille égale. La première porte sur le chlorure de sodium : obtention du sel par évaporation de l'eau de mer, puis production de dichlore et de soude par électrolyse. La seconde étudie un cuiseur à œufs et cherche à expliquer pourquoi il faut d'autant moins d'eau que le nombre d'œufs est grand, à l'aide de l'équation de la diffusion thermique et d'un bilan en système ouvert.

1Partie I : le chlorure de sodiumÉvaporation de l'eau de mer et solubilité du sel, électrolyse et courbes intensité-potentiel, diagramme potentiel-pH du chlore, dismutation du dichlore et température de flamme.
2Partie II : de la cuisson des œufsChauffage de l'eau, équation de la chaleur en géométrie sphérique résolue par séparation des variables, durée de cuisson, puis bilan d'un système ouvert en régime stationnaire.

Ce qu'a observé le jury

6 erreurs relevées

Rôle du vent dans l'évaporation · Bilan d'électrolyse mal écrit · Tension de travail confondue avec la tension de seuil

Les nombreuses sous-parties indépendantes ont permis aux candidats de profiter de toute l'étendue du sujet. Pour obtenir le maximum des points, il fallait toutefois entrer au cœur des questions et détailler chaque argument : grappiller des points a été peu efficace. La présentation est satisfaisante dans la grande majorité des copies, à côté de quelques copies très négligées.

Les erreurs les plus sanctionnées

1
Rôle du vent dans l'évaporationI.A.1
Son effet thermique a souvent été invoqué, alors que le jury attendait le renouvellement de l'air saturé en vapeur d'eau.
2
Bilan d'électrolyse mal écritI.B.1, I.B.2
Le bilan fait souvent intervenir des espèces très minoritaires comme H+ ou garde des électrons. Il faut penser au produit ionique de l'eau quand les ions hydroxyde remplacent H+.
« Rappelons qu’une équation bilan d’oxydoréduction s’écrit sans électron. »
3
Tension de travail confondue avec la tension de seuilI.B.3
La tension de travail, hors chute ohmique, se lit entre des points d'intensités opposées sur le diagramme intensité-potentiel.
4
Dismutation et caractère explosifI.B.10, I.B.11
La dismutation du dichlore en milieu basique est rarement comprise. Pour la température de flamme, les raisonnements rigoureux sont rares et le caractère explosif est rarement justifié par la pression élevée des gaz.
« quelle que soit la température calculée (parfois 298 K !), les candidats concluent que « ça explose ». »
5
Équation de la chaleur sans rigueurII.B.2, II.B.3
Un vecteur est parfois égalé à un scalaire et l'aire de la sphère ignorée. La séparation des variables exige de justifier la constante, et la linéarité de l'équation doit être invoquée pour combiner des solutions.
6
Démonstrations forcéesII.B.3, II.B.4
Le jury repère les calculs où le résultat donné apparaît spontanément par un simple donc, et sanctionne ce manque d'honnêteté. En II.B.4, le facteur r² issu du gradient est souvent oublié.
« Le jury sanctionne le manque de rigueur ou d’honnêteté intellectuelle. »

Ce qui a été bien réussi

Les réactions à la cathode et à l'anode sont en général correctement identifiées (I.B.1).
De nombreuses réponses correctes ont été données pour la température de flamme (I.B.11).
Le jury a lu quelques excellentes copies.

Conseils du jury

Lire l'énoncé pour en retenir toutes les hypothèses (domaine de pH, conditions isobare et adiabatique).
Utiliser l'enthalpie quand le bilan n'explicite pas le travail des forces de pression, et appliquer rigoureusement le premier principe au système ouvert en régime stationnaire.
Ne pas mélanger calcul littéral et calcul numérique, et indiquer les notations choisies.
Employer un vocabulaire précis : on n'oxyde pas un couple.
Appuyer les démonstrations sur un schéma propre et un tracé clair, et soigner la présentation.

Synthèse rédigée par WikiPrépa à partir du rapport officiel du jury (à télécharger en PDF). Les citations sont extraites du rapport.

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L'énoncé complet, avec les formules et les figures, sans ouvrir le PDF.

Sujet en PDF

Les données numériques utiles sont regroupées en fin d'énoncé.

I Le chlorure de sodium, un sel courant pour de nombreuses applications

Le chlorure de sodium NaCl peut être obtenu soit à partir d'eau de mer par évaporation (sel marin) soit à partir de gisements souterrains (sel minier).

I.A - Obtention de cristaux de chlorure de sodium par évaporation d'eau de mer

La composition moyenne de l'eau de mer pour une salinité de

35 g \cdot L^(- 1)

correspond à

27, 2 g \cdot L^(- 1)

en chlorure de sodium et

3, 8 g \cdot L^(- 1)

en chlorure de magnésium. Le sel de mer est obtenu par évaporation de l'eau sous l'action conjuguée du soleil et du vent.

I.A.1)

a) Commenter le fait que la salinité de l'eau de mer est supérieure à la concentration massique en chlorure de sodium.
b) Justifier que le vent et le soleil sont favorables à l'évaporation.
I.A.2) Calculer la concentration molaire moyenne en chlorure de sodium de l'eau de mer.
I.A.3) Pour une solution à

27, 2 g \cdot L^(- 1)

en chlorure de sodium dans de l'eau pure déterminer :
a) le pourcentage de diminution volumique pour obtenir l'apparition du premier cristal. Le pourcentage de diminution volumique correspond à

(V_(initial) - V_(limite))/V_(initial)

, où

V_(initial)

est le volume initial de la solution et

V_(limite)

le volume de celle-ci lors de l'apparition du premier cristal ;
b) le pourcentage de diminution volumique pour avoir précipitation à

80%

. Quel pourrait être l'intérêt de ne pas évaporer toute l'eau?
c) Sachant que l'eau de mer contient aussi en proportions non négligeables

(3, 8 g \cdot L^(- 1))

du chlorure de magnésium

MgCl_2

, comment sont modifiés qualitativement les pourcentages de diminution volumique ? Comment nommet -on un tel effet ?

I.B - Production de dichlore $Cl_2$ et de soude NaOH

Industriellement trois procédés permettent de produire du dichlore

Cl_2

, de la soude NaOH et du dihydrogène

H_2

à partir de solutions concentrées de chlorure de sodium NaCl (saumure) : le procédé à diaphragme, le procédé à cathode de mercure et le procédé à membrane. On s'intéressera ici au procédé à diaphragme.
Le schéma d'une cellule d'électrolyse industrielle du procédé à diaphragme est donné figure 1 et les courbes intensité potentiel correspondantes figure 2. Dans ce procédé :

les anodes en titane sont revêtues d'un mélange à base de ruthénium permettant d'abaisser la surtension du couple $Cl_2/Cl^-$ ;
les cathodes sont en acier ;
l'électrolyte utilisé est une solution de NaCl à $300 g \cdot L^(- 1)$ , c'est-à-dire proche de la saturation à la température de l'électrolyse;
la tension d'électrolyse est de $3, 5 V$ ;
on constate un dégagement de dichlore $Cl_2$ à l'anode et de dihydrogène $H_2$ à la cathode;
si la concentration en ions chlorure $Cl^-$ diminue trop, on observe un dégagement de dioxygène $O_2$ .

Lors de cette électrolyse, il faut que ni les ions hydroxydes

OH^-

, ni le dihydrogène

H_2

ne soient en contact avec le dichlore

Cl_2

.
I.B.1) Donner les demi-équations électroniques se produisant sur chaque électrode, que l'on nommera, puis le bilan de l'électrolyse réalisée.
I.B.2) Déterminer la constante thermodynamique de la réaction réalisée et indiquer pourquoi l'électrolyse permet de faire cette réaction.
I.B.3) Recopier l'allure du graphique présenté figure 2 en indiquant sur les portions de courbes les transformations chimiques correspondantes, puis en construisant la tension à appliquer pour une intensité donnée. Quel problème rencontre-t-on si on applique une tension trop forte?

Figure 1 Schéma de principe d'une cellule à diaphragme - Extrait de «Chimie industrielle», p. 324, R. Perrin et J-P. Scharff, Dunod 2ème édition

Figure 2 Courbes intensité-potentiel pour le procédé à diaphragme - Extrait de «Chimie industrielle », p. 323, R. Perrin et J-P. Scharff, Dunod 2ème édition

I.B.4) Quel est le phénomène responsable de l'obtention du dichlore et non du dioxygène à l'anode ? Justifier l'utilisation du ruthénium pour la fabrication des anodes.
I.B.5) Sachant que le rendement faradique est de 0,75 , déterminer l'énergie nécessaire pour produire

1 m^3

de gaz dichlore à

25^\circC

sous 1 bar.
I.B.6) Justifier le problème observé si la concentration en chlorure

Cl^-

diminue trop.
I.B.7) Justifier l'affirmation selon laquelle il ne faut pas que les ions hydroxydes

OH^-

«rencontrent» le dichlore

Cl_2

, après avoir attribué à chaque espèce chimique de l'élément chlore un domaine

A, B, C

ou D du diagramme

E - pH

de l'élément chlore (figure 3).
I.B.8) Retrouver sur ce diagramme la valeur du

pK_a

du couple

HClO/ClO^-

.
I.B.9) Retrouver sur ce diagramme le potentiel standard du couple

HClO/Cl_2(g)

.
I.B.10) Écrire la réaction du dichlore

Cl_2

en milieu basique. Comment nomme-t-on une telle réaction ? Déterminer sa constante d'équilibre.

Figure 3 Diagramme

E - pH

de l'élément chlore - Les espèces envisagées sont :

Cl_(2(g)), HClO_((aq))

ClO_((aq))^-

Cl_((aq))^-

Tracé pour une concentration totale en élément chlore

c_(tra) = 0, 1 mol \cdot L^(- 1)

avec équirépartition aux frontières

I.B.11) Déterminer la température de flamme adiabatique de la réaction du dichlore

Cl_2

avec le dihydrogène

H_2

produisant de l'acide chlorhydrique gazeux HCl sous 1 bar, pour une température initiale de 298 K . Justifier alors le risque d'explosion lié à la « rencontre» entre les deux réactifs.
I.B.12) En observant le schéma de la figure 1, répondre aux questions suivantes.
a) Quel est le double rôle du diaphragme ?
b) L'utilisation d'un diaphragme constitué de fibres d'amiante imprégnées de résines organofluorées, induit une surconsommation d'énergie. Quel facteur électrocinétique intervient dans cette augmentation d'énergie consommée ?
c) Pourquoi par ce procédé obtient-on de la soude impure ?

II De la cuisson des oeufs

Cette partie a pour objet l'étude d'un cuiseur à œufs.

Figure 4 Vue de profil, vue de dessus, vue de dessus sans la cloche (laissant voir la grille)

Cet appareil cuit des œufs (au nombre de 1 à 7 ) grâce à la vapeur d'eau qui se forme par ébullition de l'eau placée dans le fond du cuiseur.
Les œufs à cuire selon différents degrés de cuisson (coque, mollet, dur) sont placés sur une grille percée de 7 trous circulaires et de 6 trous périphériques permettant la circulation de la vapeur d'eau dans l'enceinte de cuisson.
Des orifices sont percés au sommet de la cloche métallique pour permettre à la vapeur de s'échapper.
La puissance électrique consommée par l'appareil est :

P = 350 W

. On considèrera que cette puissance est intégralement consommée par la résistance chauffante.
La quantité d'eau placée dans le cuiseur est mesurée à l'aide d'un gobelet gradué selon le nombre d'œufs à cuire et le type de cuisson désirée (voir figure 6). Le fond est bombé à cause de la présence d'une pique sous la base du gobelet permettant le perçage du sommet de l'œuf lors de la cuisson afin d'éviter la rupture de la coquille.

Problématique

On voit sur les graduations du gobelet que la quantité d'eau nécessaire à la cuisson est d'autant plus grande que le nombre d'œufs à cuire est faible, ce qui est à priori étonnant. Les sous-parties qui suivent vont permettre d'analyser ce phénomène.

Figure 5 Schéma général du cuiseur

Figure 6 Photo et schéma du gobelet

Fonctionnement du cuiseur

Le volume d'eau nécessaire à la cuisson d'un seul œuf dur est de 120 mL . Les œufs à la température initiale

T_0 = 20^\circC

sont placés dans le cuiseur et la masse d'eau

m_0

contenue dans le gobelet (à la même température initiale

T_0

) est versée sous les œufs. Cette eau est portée à ébullition sous

p = 1

bar, puis évaporée. Le cuiseur s'arrête quand toute l'eau s'est évaporée.
Notons

c

la capacité thermique massique de l'eau liquide,

T_(eb)

sa température d'ébullition dans les conditions de l'expérience,

h \approx 1200 W \cdot m^(- 2) \cdot K^(- 1)

le coefficient de transfert conducto-convectif (eau

\leftrightarrow

œuf) et

m(t)

la masse d'eau contenue dans le cuiseur à l'instant

t

.
Soient

Δt_1

la durée de chauffage de l'eau de

T_0

T_(eb)

Δt_2

la durée de la cuisson des œufs, qui correspond à l'évaporation totale de l'eau. Pendant cette deuxième phase, on supposera que la vapeur d'eau est à la température

T_(eb)

sous la pression

p = 1

bar.

II.A - Chauffage de l'eau

II.A.1) Soit

m_c

la valeur en eau du cuiseur (on rappelle que la valeur en eau d'un objet est la masse d'eau ayant même capacité thermique que cet objet). En supposant la transformation adiabatique pendant le chauffage, exprimer

Δt_1

en fonction des données.
II.A.2) On place dans le cuiseur une masse d'eau

m_0 = 125 g

. On mesure alors une durée de chauffage

Δt_0 = 150 s

avant de parvenir à l'ébullition. En déduire la valeur en eau du cuiseur.

II.B - Détermination de la durée de cuisson $Δt_2$

II.B.1) Mécanisme de la cuisson des œufs

Un œuf est composé de trois parties :

une coquille très mince;
le blanc d'œuf constituant les deux tiers de l'œuf. C'est un liquide composé à environ $90%$ d'eau et $10%$ de protéines, sels minéraux et vitamines;
le jaune d'œuf est composé à moitié d'eau, de $15%$ de protéines et de $30%$ de lipides.
Lors de la cuisson (type œuf dur) les protéines se déroulent partiellement et se lient pour former un réseau qui piège l'eau: c'est un gel. Les œufs caoutchouteux sont ceux qui ont perdu trop d'eau ; c'est aussi la sur-cuisson du jaune qui le fait devenir sableux. Quand un œuf est cuit à $100^\circC$ , la masse diminue progressivement à mesure

Figure 7 Structure interne d'un œuf

que l'eau est éliminée du gel formé. Quand un œuf est cuit à une température peu
supérieure à la température de coagulation de ses protéines, il coagule en conservant son eau, gage de moelleux. Le jaune d'œuf commence à épaissir à

65^\circC

. Il coagule totalement à une température de

85^\circC

.
Justifier l'existence de la pique sous le fond du gobelet.

II.B.2) Modélisation et établissement de l'équation de la chaleur

Pour déterminer le temps de cuisson, il est nécessaire de résoudre l'équation de la chaleur en régime dépendant du temps. On modélise un œuf comme un ensemble de deux sphères concentriques de rayons

r_1

r_2

limitant le jaune et le blanc (figure 7).
Afin de simplifier l'étude, on va négliger l'influence de la coquille et considérer l'intérieur de l'œuf comme homogène et ayant les propriétés thermodynamiques de l'eau: masse volumique

μ

, capacité thermique massique

c

et conductivité thermique

λ

.
a) Établir l'équation de la chaleur en coordonnées sphériques, en faisant un bilan énergétique sur une couche sphérique de rayon

r

et d'épaisseur

dr

.
b) On introduit les variables réduites :

ρ = r/r_2

τ = t/θ

. Exprimer

θ

en fonction de

μ, c, r_2

λ

pour que l'équation de la chaleur s'écrive:

1/(ρ^2)\partial/(\partialρ)(ρ^2(\partialT(ρ, τ))/(\partialρ)) = (\partialT(ρ, τ))/(\partialτ)

Commenter la dépendance de

θ

par rapport à

r_2

II.B.3) Résolution de l'équation de la chaleur

a) Afin de résoudre cette équation en régime dépendant du temps, on pose dans un premier temps

T(ρ, τ) = T_(eb) + f(ρ)g(τ)

En utilisant l'équation de la chaleur, montrer que la composante temporelle

g(τ)

vérifie l'équation

1/(g(τ))(dg(τ))/(dτ) = - A^2

où

A

est une constante réelle positive, inconnue à ce stade de la résolution.
Donner l'expression de

g(τ)

à une constante multiplicative près et justifier le signe - figurant devant

A^2

.
b) Pour trouver la composante spatiale de

T(ρ, τ)

, on pose

f(ρ) = (F(ρ))/ρ

. Montrer alors que

F(ρ)

est solution de l'équation

(d^2 F(ρ))/(d^2 ρ) + A^2 F(ρ) = 0

En déduire l'expression de

f(ρ)

.
c) Montrer alors que la solution générale de l'équation II. 1 peut s'écrire sous la forme

T(ρ, τ) = T_(eb) + \sum_i(β_i sin(A_i ρ))/ρexp(- A_i^2 τ)

Quelles sont les différentes conditions qui permettent théoriquement de calculer les coefficients

β_i

A_i

II.B.4) Détermination des constantes dans l'approximation de Fourier

Dans le cadre de l'approximation de Fourier, on ne conserve dans l'expression II. 2 que le terme associé à la constante de temps la plus longue, donc celui correspondant au coefficient

A_i

le plus petit (qui sera noté

A

dans la suite), car les autres termes sont rapidement amortis au cours du temps:

T(ρ, τ) \approx T_(eb) + (βsin(Aρ))/ρexp(- A^2 τ)

a) On suppose que les échanges thermiques au niveau de la coquille sont donnés par la loi de Newton

J⃗_(th) = h(T(ρ = 1, τ) - T_(eb))u⃗_r

. En écrivant deux expressions permettant d'exprimer le flux thermique entrant dans l'œuf, montrer que

A

est solution de l'équation

A/(1 - r_2 h/λ) = tanA

b) Pour un œuf moyen, on a

r_2 = 2, 5 cm

. Montrer que dans ces conditions, on peut prendre

A \approx π

comme première solution de l'équation précédente dans

ℝ^(+ *)

. Évaluer l'erreur commise.
c) Exprimer alors

T(ρ, τ)

avec la valeur de

A

précédente. Quelle conséquence peut-on en tirer sur la température à la surface de l'œuf ? Montrer que cela revient à considérer une des grandeurs caractéristiques du problème comme infinie.
d) Calculer

β

en exprimant la température au centre de l'œuf à

t = 0

II.B.5) Calcul de la durée de cuisson $Δt_2$ pour un œuf dur

a) Exprimer en fonction de

θ

et des autres données du problème la durée de cuisson

Δt_2

à l'état dur d'un œuf de rayon

r_2

, pour lequel la température au centre doit atteindre

T_c = 80^\circC

.
b) Calculer

Δt_2

pour un œuf de rayon

r_2 = 2, 5 cm

. Commenter le résultat obtenu.

II.C - Détermination de la masse d'eau à placer dans le cuiseur

II.C.1) Détermination approchée de l'énergie de cuisson d'un œuf dur $E_d$

a) En faisant un bilan énergétique très simple entre l'état final et l'état initial, donner une borne inférieure

E_(d min)

de l'énergie de cuisson

E_d

d'un œuf dur. Faire l'application numérique.
b) De la même façon, donner une borne supérieure

E_(d max)

de l'énergie

E_d

. Faire l'application numérique.
c) Dans la suite, on adoptera comme valeur de l'énergie

E_d

la moyenne arithmétique de

E_(d min)

E_(d max)

. Calculer numériquement cette valeur.
II.C.2) Pendant la phase de cuisson, on peut considérer l'eau contenue dans le cuiseur comme un système ouvert en écoulement permanent, admettant en entrée de l'eau liquide à la température

T_(eb)

et en sortie de la vapeur d'eau à

T_(eb)

(noter que, dans cette modélisation, les œufs font partie de l'extérieur du système).
Soit

P

la puissance thermique fournie par la résistance chauffante,

P_f

la puissance associée aux pertes thermiques dans les différentes parties du cuiseur (socle, cloche...).
On note:

$D_m$ le débit massique de vapeur en sortie ;
$n$ le nombre d'œufs dans le cuiseur ;
$ℓ_v$ la chaleur latente massique de vaporisation de l'eau liquide à $100^\circC, ℓ_v = 2, 26 \times 10^6 J \cdot kg^(- 1)$ ;
$E(t)$ l'énergie cédée à un œuf entre le début de sa cuisson et l'instant $t$ ;
$E_X$ l'énergie nécessaire à la cuisson d'un œuf dans l'état $X \equiv {d :, dur; m :, mollet; c :, coque$ .

En appliquant le premier principe au système ouvert en régime permanent pendant la durée

dt

, établir la relation entre

D_m, P, P_f, (dE(t))/(dt)

et le nombre d'œufs

n

.
II.C.3) On introduit dans le cuiseur une masse

m_0

d'eau liquide, qui va donc être vaporisée pendant la phase de cuisson de durée

Δt_2

. Montrer que

m_0 = ((P - P_f)Δt_2 - nE_X)/(ℓ_v)

Justifier alors les graduations du gobelet.
II.C.4) Exprimer la puissance thermique minimale que doit fournir la résistance électrique pour pouvoir cuire 7 œufs durs. Faire l'application numérique en considérant

P_f \approx 0

et en prenant

E_d = 19 kJ

pour un œuf de

2, 5 cm

de rayon dont le temps de cuisson est d'environ 10 minutes. Comparer à la puissance du cuiseur et commenter.
II.C.5) On donne figure 8 la représentation graphique de la masse d'eau

m_0

contenue dans le gobelet en fonction du nombre d'œufs pour les trois degrés de cuisson (

d, m, c

). Analyser ces courbes à la lumière des résultats précédents. En particulier :

déterminer la taille des œufs (c'est-à-dire leur rayon) qui ont servi à «étalonner» le gobelet ;
le temps de cuisson d'un œuf dur vous semble-t-il conforme aux résultats obtenus plus haut?

Figure 8 Masse d'eau à introduire dans le cuiseur en fonction du nombre d'œufs, pour les différents choix de cuisson

Données

Données à 298 K .
Extrait du tableau périodique (masses molaires en

g \cdot mol^(- 1)

)

Numéro atomique	1	6	7	8	11	12	17
Symbole	H	C	N	O	Na	Mg	Cl
Masse molaire	1,01	12,0	14,0	16,0	23,0	24,3	35,5

Rayons ioniques

Na^+ = 97, 0pm Cl^- = 181pm

Potentiels standards

Na^+_((aq))/Na_((s)) = - 2, 71 V H^+_((aq))/H_(2(g)) = 0 V O_(2(g))/H_2 O(g) = 1, 23 V Cl_(2(g))/Cl^-_((aq)) = 1, 36 V

Couple acide/base :

HClO/ClO^-

Données sur NaCl

K_s(25^\circC) = 36, 0

solubilité à

100^\circC : 391, 2 g \cdot L^(- 1)

température de fusion :

801^\circC

Données sur $HCl_((g))$

enthalpie standard de formation :

- 92, 3 kJ \cdot mol^(- 1)

capacité thermique molaire standard :

29, 1 J \cdot K^(- 1) \cdot mol^(- 1)

Données sur l'eau

masse volumique:

1000 kg \cdot m^(- 3)

capacité thermique massique :

4180 J \cdot kg^(- 1) \cdot K^(- 1)

conductivité thermique:

0, 6 W \cdot m^(- 1) \cdot K^(- 1)

chaleur latente massique de vaporisation :

2, 26 \times 10^6 J \cdot kg^(- 1)

produit ionique :

K_e = 10^(- 14)

température d'ébullition sous 1 bar:

100^\circC

Constantes

Constante d'Avogadro

N_A = 6, 02 \times 10^(23) mol^(- 1)

Constante de Faraday

F = N_A e = 96, 5 \times 10^3 C \cdot mol^(- 1)

Constante des gaz parfaits

R = 8, 31 J \cdot K^(- 1) \cdot mol^(- 1)

Charge élémentaire

e = 1, 60 \times 10^(- 19)C

On prendra

(RT)/Flnx \approx 0, 06logx

T(K) = θ(^\circC) + 273

Questions fréquentes

4 questions

Sur quels chapitres porte le sujet Centrale Physique-chimie 2 PSI 2016 ?

La première partie mobilise la solubilité, l'électrolyse avec les courbes intensité-potentiel, les diagrammes potentiel-pH et la thermochimie. La seconde porte sur la diffusion thermique et les systèmes ouverts en régime stationnaire.

Quelles erreurs le jury a-t-il le plus relevées en Centrale Physique-chimie 2 PSI 2016 ?

Des bilans d'électrolyse mal écrits, une confusion entre tension de travail et tension de seuil, une dismutation mal comprise, une équation de la chaleur établie sans rigueur et des démonstrations forcées pour retrouver les résultats donnés.

Les deux parties de Centrale Physique-chimie 2 PSI 2016 sont-elles indépendantes ?

Oui, les deux grandes parties sont indépendantes et de tailles égales, et beaucoup de sous-parties le sont aussi.

Grappiller des points est-il efficace en Centrale Physique-chimie 2 PSI 2016 ?

Non : selon le jury, il fallait détailler tous les arguments nécessaires pour valider les réponses, et le grappillage a été peu efficace.

Pas de description pour le moment

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Les erreurs les plus sanctionnées

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I.A.1)

I.B - Production de dichlore Cl_2 et de soude NaOH

II De la cuisson des oeufs

Problématique

Fonctionnement du cuiseur

II.A - Chauffage de l'eau

II.B - Détermination de la durée de cuisson Δt_2

II.B.1) Mécanisme de la cuisson des œufs

II.B.2) Modélisation et établissement de l'équation de la chaleur

II.B.3) Résolution de l'équation de la chaleur

II.B.4) Détermination des constantes dans l'approximation de Fourier

II.B.5) Calcul de la durée de cuisson Δt_2 pour un œuf dur

II.C - Détermination de la masse d'eau à placer dans le cuiseur

II.C.1) Détermination approchée de l'énergie de cuisson d'un œuf dur E_d

Données

Rayons ioniques

Potentiels standards

Données sur NaCl

Données sur HCl_((g))

Données sur l'eau

Constantes

Questions fréquentes

Sur quels chapitres porte le sujet Centrale Physique-chimie 2 PSI 2016 ?

Quelles erreurs le jury a-t-il le plus relevées en Centrale Physique-chimie 2 PSI 2016 ?

Les deux parties de Centrale Physique-chimie 2 PSI 2016 sont-elles indépendantes ?

Grappiller des points est-il efficace en Centrale Physique-chimie 2 PSI 2016 ?

Commentaires• Centrale Physique Chimie 2 PSI 2016

Commentaires• Centrale Physique Chimie 2 PSI 2016

I.B - Production de dichlore $Cl_2$ et de soude NaOH

II.B - Détermination de la durée de cuisson $Δt_2$

II.B.5) Calcul de la durée de cuisson $Δt_2$ pour un œuf dur

II.C.1) Détermination approchée de l'énergie de cuisson d'un œuf dur $E_d$

Données sur $HCl_((g))$