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Métropole série professionnelle - Absorbeur d'humidité et déshumidificateur électrique

Pour diminuer le taux d'humidité d'une pièce, on cherche à absorber l'eau contenue dans l'air. Deux dispositifs peuvent être utilisés : les absorbeurs d'humidité et les déshumidificateurs électriques.

Les parties 1 et 2 sont indépendantes


Partie 1 - L'absorbeur d'humidité.

Dans un absorbeur d'humidité, l'air est au contact d'une poudre chimique qui absorbe la vapeur d'eau.

Question 1 (4 points) :
La molécule d'eau a pour formule chimique $H_{2}O$.
Préciser les noms et les nombres d'atomes de chaque élément chimique présent dans cette molécule.

Question 2 (4 points) :
Pour déterminer ce que contient la poudre absorbante, on dissout une petite quantité de cette poudre dans de l'eau distillée. La solution aqueuse obtenue est notée S.
On souhaite tester la présence des ions chlorure dans la solution S. Le réactif utilisé est une solution de nitrate d'argent dont les ions argent réagissent avec les ions chlorure pour former un solide blanc. Dans le protocole expérimental proposé ci-dessous, les étapes sont présentées dans le désordre.

Etape A : ajouter quelques gouttes d'une solution de nitrate d'argent dans la solution S contenue dans le tube à essai.
Etape B : verser un peu de la solution S dans le tube à essai.
Etape C : placer un tube à essai propre et sec sur un porte-tube.
Etape D : observer s'il y a formation d'un solide. Si un solide se forme, alors noter sa couleur.

Sur la copie, donner l'ordre dans lequel les étapes A, B, C et D doivent être réalisées pour tester la présence des ions chlorure dans la solution S.

Question 3 (5 points) :

En complément du test de la présence des ions chlorure, d'autres tests de présence d'ions ont été effectués. L'ensemble des résultats obtenus est présenté dans le document 2.

Document 1 : tests d'identification des ions.

Ion à identifier Chlorure $Cl^{-}$ Fer II $Fe^{2+}$ Calcium $Ca^{2+}$ Sulfate $SO_{4}^{2-}$
Réactif utilisé Nitrate d'argent Hydroxyde de sodium Oxalate d'ammonium Chlorure de baryum
Test positif si Formation d'un solide blanc Formation d'un solide vert foncé Formation d'un solide blanc Formation d'un solide blanc

Document 2 : résultats de tests d'identification des ions dans la solution S
- Test au nitrate d'argent : formation d'un solide blanc
- Test à l'hydroxyde de sodium : aucun solide ne se forme
- Test à l'oxalate d'ammonium : formation d'un solide blanc
- Test au chlorure de baryum : aucun solide ne se forme

À l'aide des documents 1 et 2, indiquer le nom des ions présents dans la solution S. Justifier la réponse.


Partie 2 - Le déshumidificateur électrique.

Le déshumidificateur électrique est un appareil destiné à réduire le taux d'humidité dans une pièce.

Document 3 : extrait de la fiche technique d'un déshumidificateur électrique.

Capacité d'extraction 20 L d'eau par jour
Technologie Compresseur
Puissance électrique 500 W
Niveau d'intensité sonore 57 dB

Question 4 (5 points) :
Donnée : L'énergie électrique $E$ (en W.h) consommée par un appareil électrique de puissance $P$ (en W) pendant une durée de fonctionnement $t$ (en h) est donnée par la formule : $E = P \times t$.

Le déshumidificateur électrique fonctionne pendant une durée $t$ $=$ 4 h.

En exploitant le document 3 et la donnée de la question, calculer l'énergie électrique $E$ consommée par le déshumidificateur pendant cette durée.

Question 5 (3 points) :
À partir du document 3, indiquer le niveau d'intensité sonore du déshumidificateur électrique.

Question 6 (4 points) :
Ce déshumidificateur électrique est utilisé dans une pièce de vie comme un salon, une salle à manger ou encore une cuisine.

Indiquer si le niveau sonore de cet appareil peut être gênant dans la pièce de vie.
Justifier la réponse en exploitant les données du document 4.

Document 4 : niveau d'intensité sonore et ressenti sonore.

Niveau d'intensité sonore (dB) Ressenti sonore Comparable au ressenti sonore
50 calme dans une bibliothèque
60 gênant d'un lave-linge en fonctionnement
70 bruyant d'un aspirateur en fonctionnement
80 très bruyant de la circulation automobile en ville

Correction

Question 1 (4 points):
2 atomes d'hydrogène
1 atome d'oxygène

Question 2 (4 points) :
Étape C : placer un tube à essai propre et sec sur un porte-tube.
Étape B : verser un peu de la solution S dans le tube à essai.
Étape A : ajouter quelques gouttes d'une solution de nitrate d'argent dans la solution S contenue
dans le tube à essai.Étape
D : observer s'il y a formation d'un solide. Si un solide se forme, alors noter sa couleur.

Question 3 (5 points):

  • Test au nitrate d'argent : formation d'un solide blanc $\longrightarrow$ Il y a des ions chlorure
  • Test à l'hydroxyde de sodium : aucun solide ne se forme $\longrightarrow$ Il n'y a pas d'ions fer II
  • Test à l'oxalate d'ammonium : formation d'un solide blanc $\longrightarrow$ Il y a des ions calcium
  • Test au chlorure de baryum : aucun solide ne se forme $\longrightarrow$ Il n'y a pas d'ions sulfate

Il y a des ions chlorures et des ions calcium dans la solution S.

Question 4 (5 points) :
$E = P \times t$
E en Wh
P en W, P = 500 W
t en h, t = 4h
$E = 500 \times 4 = 2000 Wh$

Question 5 (3 points):
Le niveau d'intensité sonore du déshumidificateur électrique est de 57 dB.

Question 6 (4 points) :
Le niveau d'intensité sonore du déshumidificateur électrique, de 57 dB, est proche du niveau
« gênant ». Il peut donc être gênant d'utiliser cet humidificateur.