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DM Physique/Chimie 1ere s

Posté par
Davidx7
30-12-16 à 10:16

Bonjour j'ai un DM  à réaliser, il est constitué de 4 parties et tourne autour d'une explosion sur le feu de bengale rouge. J'ai réussis la première partie cependant la seconde m'est moins inspirante. Je ne comprends pas la première question peut-être pour cela que je suis incapable de faire la suite.. Merci de m'éclairer =)

II. Dans la bombe décrite précédemment, le mélange de carbone et le soufre joue le rôle de combustible :
c'est la poudre noire. Le chlorate de potassium KClO3, lui, est utilisé pour ses propriétés explosives.
Lors de la mise à feu, on peut constater la présence d'une couleur violette. Si l'on remplace le chlorate
de potassium par du chlorate de baryum Ba(ClO3)2, on constate que le feu d'artifice devient vert. Si
l'on change maintenant l'explosif par du chlorate de lithium LiClO3, on observe que le nouvel additif
apporte une couleur magenta à l'explosion.

II.1) Quelle est l'origine de la couleur de l'explosion et de quel facteur cette couleur dépend-
-t-elle ? Indiquer alors le type de source de lumière dont il s'agit. Justifier au maximum.

II.2) A quoi vous attendez vous si l'on disperse la lumière issue de l'explosion  avec un spectroscope?

II.3) Un artificier décide d'ajouter une quantité égale de chlorate de baryum et de chlorate de lithium dans une nouvelle bombe. A quelle couleur pourrait -on raisonnablement
s'attendre pour l'explosion ? Justifier le plus précisément possible.

Posté par
picard
re : DM Physique/Chimie 1ere s 30-12-16 à 15:13

Bonjour.

Le chlorate de baryum, le chlorate de potassium et le chlorate de lithium ont tous 3 une espèce commune, l'ion chlorate ClO3-

Quelles espèces chimiques différencient ces 3 substances ?

A vous.

Posté par
Davidx7
re : DM Physique/Chimie 1ere s 31-12-16 à 19:42

Bonjour, je pense avoir compris.

L'origine de la couleur de l'explosion est l'espèce associée à la molécule ClO3.
Sachant que la lumière est issue s'une combustion, la source est chaude ?
J'ai calculé la température de cette explosion, elle est légèrement au dessus 6000°C.

2)Un spectre d'une source chaude est large et intense, on s'attend alors a avoir un spectre continu assez large avec une raie plus intense en 445nm pour l'explosion avec le chlorate de potassium?

3) Magenta+Vert=Blanc en synthèse additive donc la lumière sera blanche ?

Merci pour votre aide, rien que de m'orienter légèrement m'a aidé.
J'ai réalisé la troisième partie plus facilement cependant la partie 4 est (je trouve) plus difficile et un coup de main ne serait pas de refus pour les premières questions..
(Le DM en doc joint)

Posté par
Davidx7
re : DM Physique/Chimie 1ere s 31-12-16 à 19:49

***Lien supprimé***


Un lien sera plus simple finalement

Posté par
picard
re : DM Physique/Chimie 1ere s 31-12-16 à 20:51

Citation :
L'origine de la couleur de l'explosion est l'espèce associée à la molécule ClO3.  
Sûrement pas !
Si c'était le cas les trois feux d'artifice auraient la même couleur.

De plus, ClO3- est un ion et non une molécule.

Citation :
2)Un spectre d'une source chaude est large et intense, on s'attend alors a avoir un spectre continu assez large avec une raie plus intense en 445nm pour l'explosion avec le chlorate de potassium?    
Non, pour observer un spectre continu, il faudrait qu'il y ait émission de lumière blanche ; ce n'est pas le cas ici.
On observera un spectre de raies dont les couleurs (c à d les longueurs d'onde) caractériseront les espèces chimiques présentes dans le mélange constituant le feu d'artifice.

Le lien que vous donnez dans votre dernier message ne fonctionne pas.

Posté par
Davidx7
re : DM Physique/Chimie 1ere s 31-12-16 à 23:36

Pourtant, c'est quand on change le potassium pour du baryum par exemple que la couleur change, mais l'ion ClO3- est lui toujours présent,

Je poste une partie de la suite du DM, des documents sont necessaires pour la suite du DM mais si je pouvais être éclairé sur les premières questions je pense que je pourrais réussir la suite seul.

Merci pour votre bonne volonté et votre rapidité;

IV. Un autre élément chimique, l'antimoine (symbole Sb), est souvent utilisé dans les étoiles
pyrotechniques en raison de l'effet scintillant qu'il produit après l'explosion.
Dans un ancien ouvrage de 1824, le « Mémorial pratique du chimiste-manufacturier », on
peut lire le protocole suivant :
L'ANTIMOINE ENTRE EN COMBUSTION A LA CHALEUR BLANCHE : « Mettez fondre de l'antimoine dans un
creuset ; quand celui-ci est rouge-blanc, saisissez-le avec des pincettes, et agitez. Le métal prendra feu sur-le-champ,
et éprouvera une combustion des plus vives. Il absorbe l'oxygène de l'air et passe à l'état d'oxyde. »

Données : Température de fusion de l'antimoine : Tfus(Sb) = 631°C ; Constante de Wien : Cte = 2,898.10-3
K.m

IV.1) Quelle est l'origine de la couleur prise par l'antimoine métallique avant qu'il ne réagisse
avec le dioxygène de l'air ? De quel facteur cette couleur dépend-t-elle ? Indiquer le type
de source de lumière en présence. Vous justifierez votre raisonnement au maximum.

IV.2) A quoi vous attendez-vous si l'on disperse la lumière issue de l'explosion à l'aide d'un
spectroscope ? Pourquoi ?

IV.3) D'après l'article, dans quel état physique se trouve l'antimoine métallique lorsqu'il est
capable d'émettre de la couleur ?

IV.4) Calculer la longueur d'onde 1 correspondant au maximum d'intensité lumineuse à la
température T1 où l'antimoine métallique commence à fondre.
On considérera que dans ces conditions l'antimoine n'émet aucun rayonnement visible.
Conclure, en tenant compte de toutes les informations disponibles, en proposant un
profil spectral plausible pour l'antimoine à la température T1 sur un graphe i=f().

IV.5) D'après l'article, on continue à chauffer l'antimoine métallique jusqu'à la « chaleur blanche ». Il
s'agit d'un ancien terme technique désignant la température à laquelle le métal émet une vive
lumière blanche. On précise que c'est à cette température que l'antimoine est susceptible de réagir
avec le dioxygène de l'air pour produire l'effet scintillant recherché dans l'étoile pyrotechnique.

Posté par
picard
re : DM Physique/Chimie 1ere s 01-01-17 à 15:30

Citation :
Pourtant, c'est quand on change le potassium pour du baryum par exemple que la couleur change, mais l'ion ClO3- est lui toujours présent,
Ce n'est donc pas à l'ion chlorate qu'il faut attribuer le changement de couleur, mais aux ions potassium et baryum.

Quelles sont vos propositions pour la partie IV ?
Pensez au rayonnement thermique et à la loi de Wien.
Beaucoup de questions de cette partie relèvent d'une explication du texte documentaire de l'énoncé.

Posté par
Davidx7
re : DM Physique/Chimie 1ere s 02-01-17 à 10:20

Oui c'est ce que j'avais compris mais j'avais du mal l'exprimer.

Je n'ai pas étudié le rayonnement thermique, cependant je sais qu'un corps chauffé emet de la lumière, le facteur serait donc la temperature à laquelle est l'antimoine?

Pour le spectre je ne sais pas vraiment, encore une fois, il s'agit d'une explosion à une temperature plutôt élevé pour nous mais par rapport au soleil la temperature est ridicule, de ce fait peut on dire que c'est une source chaude ?

Posté par
picard
re : DM Physique/Chimie 1ere s 02-01-17 à 11:29

Citation :
peut on dire que c'est une source chaude ?
Oui, bien sûr !

Posté par
Davidx7
re : DM Physique/Chimie 1ere s 02-01-17 à 12:03

Son spectre sera alors large et aura une raie intense aux alentours de 800nm? ou le spectre sera continu et de même intensité partout ? le métal est rouge blanc avant l'explosion mais durant l'explosion il est écrit que la couleur "scintille", dois je comprendre que la couleur est blanche ?

Posté par
picard
re : DM Physique/Chimie 1ere s 02-01-17 à 12:07

Citation :
le métal émet une vive lumière blanche.



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