Prepa HelpMines-Ponts 2021 PSI Chimie : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Chimie du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2021, filière PSI, en 1 heure 30 minutes. Thème : Autour du strontium : structure, cristal, radioactivité, carbonate et batterie nucléaire.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- A) Structure électronique. Configuration du strontium, analogie avec le calcium, ion Sr2+ et schéma de Lewis de l'ion carbonate.
- B) Cristallographie. Fluorure de strontium de type fluorine : occupation des sites tétraédriques, maille, coordinence et rayon ionique de Sr2+ à partir du paramètre de maille.
- C) Cinétique. Désintégration bêta du strontium 90, loi d'ordre 1 et demi-vie : activité résiduelle des rejets de Tchernobyl et durée de décroissance.
- D) Thermodynamique du carbonate de strontium. Diagramme de prédominance des espèces carbonatées, produit de solubilité calculé à partir des données thermodynamiques, solubilité dans l'eau pure, effet de la température par la relation de Van't Hoff, puis solubilité accrue dans une eau saturée en dioxyde de carbone.
- E) Une batterie nucléaire à base d'eau. Montage à trois électrodes pour tracer des courbes intensité-potentiel, puis pile à combustible alcaline H2/O2 : réactions aux électrodes, force électromotrice, allure des courbes intensité-potentiel avec surtensions et volume de dioxygène nécessaire pour alimenter un stimulateur cardiaque.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Réactions acide-base
- Réactions de dissolution et de précipitation
- Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
- Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre
- Oxydoréduction et piles électrochimiques
- Thermodynamique de l'oxydoréduction : enthalpie libre, potentiels et pile
Chaque chapitre a son cours, ses méthodes, ses pièges et des exercices corrigés. L'essai gratuit donne accès aux chapitres offerts de ta filière.