Conseils généraux

– Avant l’épreuve, il peut être utile de consulter les 90 sujets de la banque, de les confronter avec les TP faits dans l’année pour leur attribuer une certaine probabilité de tomber (fastidieux à faire tout seul.e mais possible à organiser en équipe).

– Pendant l’épreuve , ne jamais perdre de vue le but ou la problématique du sujet : un sujet d’ECE s’inscrit toujours dans un contexte.

Compétences utiles qui reviennent dans de nombreux sujets 

– Être capable de calculer une incertitude, de commenter un résultat expérimental à partir du z-score obtenu (formule donnée).

– Savoir réaliser la dilution d’une solution (bien choisir la verrerie).

– Savoir choisir le bon matériel : on utilise une pipette graduée pour une mesure à 0,1 mL près et une éprouvette graduée pour une mesure à 1 mL près. Parfois une éprouvette graduée suffit (plus simple et plus rapide).

– Il est important de bien connaître le nom de la verrerie (pipette, éprouvette, burette, becher, erlenmeyer, tube à essai, …) pour pouvoir suivre correctement un protocole.

– Savoir rentrer des données dans un tableur-grapheur (Latis pro ou Calc) pour tracer une courbe (généralement une droite) et savoir utiliser les fonctionnalités du logiciel pour afficher l’équation de la courbe (modélisation ). Une notice sera fournie pour Latis pro mais évidemment il faut mieux ne pas en avoir besoin.

– Savoir faire le lien entre une grandeur ou une expression théorique et le coefficient directeur d’une droite issue de résultats expérimentaux (les formules sont généralement données, à vous de faire le lien entre les données expérimentales et les grandeurs « théoriques »).

– Pouvoir proposer un protocole pour mesurer une masse volumique (d’un solide en physique ou d’une solution en chimie).

TP 1 : Réactions acide-base et mesures de pH

– Savoir utiliser un pH-mètre (piloté sur Latis pro), visualiser le pH mesuré (outils –> tableau de bord).

– Savoir étalonner un pH-mètre à l’aide des 2 solutions tampons disponibles (suivre le protocole à l’écran pour l’étalonnage du pH-mètre).

TP 2 : Le colorant bleu du Powerade®

– Savoir utiliser un spectrophotomètre (colorimètre piloté par Latis pro)

– Savoir « faire le blanc » du spectrophotomètre (suivre les instructions à l’écran).

– Savoir utiliser le colorimètre pour mesurer une absorbance A à une longueur d’onde donnée (outils –> tableau de bord).

– Savoir réaliser un dosage par étalonnage basé sur des mesures d’absorbance d’une série de solutions « étalons ».

– Pouvoir proposer un protocole pour mesurer une concentration massique ou molaire d’une solution inconnue à partir d’une série de mesures d’absorbance de solutions connues.

TP 3 : Dosage par étalonnage d’une solution de sérum physiologique

– Savoir utiliser un conductimètre (logiciel Latis pro)

– Savoir étalonner un conductimètre avec la solution disponible (généralement une solution de chlorure de potassium KCl à 1,0.10^-2 mol/L, suivre les instructions à l’écran).

– Savoir réaliser un dosage par étalonnage basé sur des mesures de conductivité.

– Pouvoir proposer un protocole pour mesurer une concentration massique ou molaire d’une solution inconnue à partir d’une série de mesures de la conductivité de solutions connues.

TP 4 : Titrage conductimétrique direct des ions chlorure puis titrage indirect (Charpentier-Vohlard)

– Savoir écrire le protocole d’un titrage conductimétrique, être capable de le mettre en œuvre puis exploiter le résultat du volume équivalent.

– Savoir réaliser un dosage colorimétrique puis exploiter les résultats.

TP 5 : Titrage pH-métrique d’un vinaigre du commerce

– Savoir écrire le protocole d’un titrage pH-métrique, être capable de le mettre en œuvre.

– Savoir étalonner un pH-mètre à l’aide des 2 solutions tampons disponibles (suivre les indications à l’écran).

– Être capable de rentrer les données de pH et de volume titrant versé sur le tableur de Latis pro puis de faire tracer la courbe pH = f(V).

– Savoir mettre en œuvre la méthode des tangentes sur Latis pro.

– Savoir éventuellement tracer la courbe dpH/dV = f(V) pour mettre en œuvre la méthode du maximum de la dérivée.

– Pouvoir proposer un indicateur coloré approprié (données fournies) pour éventuellement réaliser le même titrage sans pH-mètre (ce serait donc un titrage colorimétrique basé sur le changement de couleur de l’indicateur).

– Savoir exploiter la valeur du volume équivalent pour calculer une concentration molaire (C), une concentration massique (Cm) ou un titre massique (w).

– Pouvoir éventuellement calculer un z-score et le commenter pour dire si la mesure est compatible avec une valeur de référence (qui sera donnée).

TP 6 : Étude de quelques mouvement

TP « papier » de révision (vecteurs vitesse, accélération, forces)

TP 7 : Chutes verticales

– Pouvoir exploiter une vidéo de chute libre (ou pas) : la visionner image par image, pointer un point, calculer une vitesse verticale Vy, une accélération ay, la comparer à g.

– Pouvoir créer des grandeurs Epp, Ec et Em et tracer les courbes en fonction du temps pour déterminer (par exemple) si la conservation de l’énergie mécanique est vérifiée.

TP 8 : Cinétique d’une réaction redox

– Savoir utiliser le colorimètre (logiciel Latis pro)

– Savoir « faire le blanc » du colorimètre.

– Savoir utiliser le colorimètre pour mesurer une absorbance A pour suivre l’évolution de l’absorbance A avec le temps. L’acquisition s’effectue donc en mode temporel avec nécessité de configurer le logiciel pour prendre un certain nombre de points à intervalles de temps réguliers.

– Pouvoir proposer un protocole pour tester un facteur cinétique (généralement température, présence ou non d’un catalyseur ou concentration des réactifs).

– Savoir déduire un temps de demi-réaction à partir des résultats expérimentaux.

– Savoir comparer deux vitesses d’apparition du réactif X à t = 0 en comparant les pentes des tangentes des courbes [X] = f(t) [ou A = f(t)].

– Pouvoir tracer sur Latis pro une courbe ln[X] = f(t) pour tester l’hypothèse de l’ordre 1 pour une cinétique. Être capable d’en déduire la valeur du coefficient de vitesse k (c’est l’opposé de la pente de la droite).

TP 9 : Mouvement d’un ballon de basket dans un champ de pesanteur

– Être capable d’ouvrir une vidéo, de la regarder image par image, de pointer les positions d’un point.

– Être capable de créer sur Latis pro des nouvelles grandeurs vitesse, accélération, Ec, Epp, Em… et d’exploiter ces courbes. Utilisation du réticule.

TP 10 : Les trois lois de Kepler

– Être capable de vérifier une des 3 lois de Kepler à partir d’un document papier, d’une vidéo regardée image par image ou d’une courbe.

– Être capable de tracer sur un tableur-grapheur la courbe a^3 en fonction de T^2 pour vérifier la troisième loi de Kepler (on doit obtenir une droite).

TP 11 : Les piles électrochimiques

– Être capable de réaliser une pile (deux compartiments + pont salin).

– Être capable de mesurer la tension aux bornes des lames et le courant délivré par la pile (multimètres en mode DC car courant continu).

– Être capable de mesurer le courant de court-circuit et la tension en circuit ouvert (ou tension à vide).

– Être capable d’interpréter les observations en faisant appel aux notions d’oxydo-réduction et au critère d’évolution spontanée.

TP 12 : La lunette astronomique

– Pouvoir proposer un protocole pour mesurer la distance focale d’une lentille [deux options : soit par auto-collimation (mais cela nécessite un miroir) soit en formant l’image sur un écran d’un objet dont on sait qu’il est « à l’infini »].

– Savoir réaliser un objet à l’infini avec une lentille et une source lumineuse (la source doit être placée à une distance focale de la lentille).

– Savoir placer correctement deux lentilles sur le banc d’optique pour qu’elles modélisent une lunette astronomique afocale. La distance entre les lentilles est égale à la somme des distances focales et la lentille la moins convergente correspond à l’objectif.

– Savoir mettre en évidence l’image intermédiaire A₁B₁ sur un écran (pour cela il faut avoir compris où elle se trouve par rapport à l’objectif ou par rapport à l’oculaire).

– Savoir ce qu’est un œil virtuel (lentille convergente + écran) et savoir comment il faut placer ces deux éléments pour réaliser un œil virtuel sur un banc d’optique.

– Savoir estimer l’angle apparent d’un objet ou d’une image à l’aide d’une règle et de la graduation du banc d’optique.

TP 13 : Influence du pH sur l’état d’équilibre d’un couple acide/base

– Savoir utiliser le colorimètre

– Savoir « faire le blanc » du colorimètre

– Savoir utiliser le colorimètre pour mesurer une absorbance A à une longueur d’onde bien choisie (au maximum, pour plus de précision).

– Savoir utiliser un pH-mètre

– Savoir étalonner le pH-mètre à l’aide des 2 solutions tampons disponibles.

– Savoir modifier le pH d’une solution pour l’amener à une valeur souhaitée (en utilisant une solution de soude ou une solution d’acide chlorhydrique).

– Savoir rentrer les données d’absorbance A et de pH sur un tableur-grapheur pour obtenir un diagramme de distribution avec les % des deux espèces conjuguées du couple acide/base étudié (formules de calcul des % données).

– Pouvoir en déduire le pK_A du couple étudié à partir du diagramme de distribution ou de la courbe pH = f(Vb) du titrage pH-métrique (pH à la demi-équivalence).

– Pouvoir déduire le pK_A d’un couple acide/base à partir d’un protocole qu’il faudrait suivre et qui serait donné dans l’énoncé.

TP 14 : Électrolyses

– Être capable de mettre en œuvre une électrolyse.

– Être capable de mesurer la tension aux bornes des électrodes et l’intensité qui traverse la solution. Pouvoir relier l’intensité et la durée de l’expérience aux quantités de matière produites aux électrodes.

– Être capable d’interpréter les observations en faisant appel aux notions oxydo-réduction.

TP 15 : Calorimétrie

– Bien penser que les mesures de calorimétrie sont basées sur le fait qu’on suppose qu’aucune énergie thermique ne sort du calorimètre, ce qui donne donc :

 deltaU(système = eau + plomb + calorimètre) = deltaU(eau) + deltaU(plomb) + deltaU(calorimètre) = 0

Ainsi on a :   Q_eau + Q_Plomb + Q_cal = 0

(Q_Plomb étant la variation d’énergie interne d’un morceau de plomb introduit dans le calorimètre – dans le cas d’une expérience avec le plomb).

– Être capable de mettre en œuvre la mesure de la capacité thermique du calorimètre (Ccal en J/°C) suivant un protocole fourni.

 – Être capable de mettre en œuvre la mesure de la capacité thermique massique c d’un matériau (dans le cas où le protocole serait fourni). Il faut bien penser à noter les masses mises en jeu, les températures finales et initiales des différentes parties du système (bien agiter l’eau et attendre l’équilibre thermique), tenir compte de la capacité thermique du calorimètre (si elle est disponible). Il faut mesurer la durée deltat de l’expérience seulement si on chauffe l’eau du calorimètre grâce à une résistance (car Q_eau = E_él = P_él.deltat) sinon ce n’est pas la peine.

– Pouvoir proposer un protocole pour réaliser la mesure  de la capacité thermique massique c d’un matériau  (généralement on utilise un calorimètre et de l’eau à température ambiante que l’on chauffe grâce au matériau préalablement chauffé).

– Être capable de mesurer la masse volumique d’un matériau

TP 16 : Mesure d’une chaleur latente et d’un temps caractéristique

– Être capable de suivre un protocole pour mesurer la chaleur latente de fusion de la glace.

– Être capable d’utiliser l’interface ExAO pour suivre l’évolution de la température de la sonde de température en fonction du temps.

– Être capable de mesurer le temps caractéristique tau avec les fonctionnalités de Latis pro [on utilise le fait que 63% de la montée en température s’est effectuée à t = tau).

– Pouvoir proposer un protocole pour mesurer le temps caractéristique tau.

TP 17 : Synthèse du paracétamol

– Être capable de suivre un protocole de synthèse

– Être capable de mener à bien une recristallisation

– Être capable de réaliser une chromatographie

TP 18 : Mesure du diamètre d’un cheveu par diffraction

– Savoir réaliser le montage permettant de visualiser une figure de diffraction (avec un laser et n’importe quel « objet » diffractant).

– Savoir mesurer le plus précisément possible la largeur de la tache de diffraction (entre les milieux de deux extinctions) soit avec un appareil photo (webcam) et le logiciel SalsaJ (notice fournie) soit directement avec une règle.

– Être capable d’utiliser une série de mesures effectuées sur des objets de taille connue pour en déduire la taille d’un « objet » diffractant (cheveu, fibre, ouverture, …). [le principe est un peu le même que celui du dosage par étalonnage].

– Pouvoir proposer un protocole pour mesurer soit une longueur d’onde soit une distance (a) à partir d’une série de mesures sur des objets calibrés de taille connue.

TP 19 : Interférences lumineuses

– Savoir réaliser le montage permettant de visualiser une figure d’interférences lumineuses (diapositive avec deux fentes rapprochées = double fente = fentes d’Young)

– Savoir mesurer le plus précisément possible l’interfrange (i) soit avec un appareil photo (webcam) et le logiciel SalsaJ (notice fournie) soit directement avec une règle.

– Pouvoir proposer un protocole pour mesurer soit une longueur d’onde soit une distance (b) à partir d’une série de mesures sur des doubles fentes calibrées d’espacement b connu.

TP 20 et 21 : Comportement d’un dipôle RC

– Savoir réaliser un montage électrique comprenant un condensateur, un interrupteur à deux points, un générateur, une résistance, un ampèremètre et un voltmètre (qui peut prendre la forme d’une interface ExAO).

– Savoir utiliser le logiciel Latis pro pour visualiser l’évolution d’une tension au cours du temps (E, u_R ou u_C). Branchements, réglages du nombre de points et de la durée d’acquisition.

– Savoir utiliser les fonctionnalités du logiciel pour mesurer une durée (qui peut par exemple être tau le temps caractéristique du circuit). Fonction réticule –> Nouvelle origine –> lié à la courbe EA0

– Pouvoir proposer un protocole pour mesurer le temps caractéristique du circuit.

– Pouvoir proposer un protocole pour vérifier la loi d’Ohm.

– Pouvoir proposer un protocole pour mesurer la capacité du condensateur à partir de la mesure du temps caractéristique tau