بكالوريا تجريبية في مادة الفيزياء، ماي2024،1

ملاحظة: يوجد الموضوع بصيغة الـ PDF في نهاية المقال.

الموضـوع الأول:

الجزء الأول: يتكون مـن تمرينين.       

التمرين الأول:(07.00 نقاط)

I ـ يهدف هذا الجزء من التمرين الى دراسة النشاط الاشعاعي α للرادون.

في سنة 1898 أعلن بيار و ماري كيري عن اكتشاف عنصرين مشعين: البولونيوم و الراديوم. يعتبر تحول الراديوم Ra الى الرادون Rn أحد الأمثلة المؤرخة للإشعاع النووي α، و قد اختير خلال تلك الفترة الرادون كمرجع لحساب نشاط عينة مشعة، الذي تم التعبير عنه بالكيري (Ci) قبل أن يتم اعتماد البيكريل (Bq) كوحدة.

المعطيات:

1. الكتلة المولية للراديوم:

   $$M = 226 \, \text{g.mol}^{-1}$$

2. عدد أفوقادرو:

   $$N_A = 6.02 \times 10^{23} \, \text{mol}^{-1}$$

3. طاقة الربط لنواة الراديوم:

   $$E_l \left( {}_{88}^{226}\text{Ra} \right) = 1.7311 \times 10^3 \, \text{MeV}$$

4. طاقة الربط لنواة الرادون:

   $$E_l \left( {}_{86}^{222}\text{Rn} \right) = 1.7074 \times 10^3 \, \text{MeV}$$

5. طاقة الربط لنواة الهيليوم:

   $$E_l \left( {}_{2}^{4}\text{He} \right) = 28.4 \, \text{MeV}$$

6. ثابت النشاط الإشعاعي للراديوم:

   $$\lambda = 1.4 \times 10^{-11} \, \text{s}^{-1}$$

7. مدة السنة:

   $$1 \, \text{an} = 365.25 \, \text{jours}$$

1 ـ أعط تعريف طاقة الربط للنواة ؟

2 ـ اختر الاقتراح الصحيح من بين الاقتراحات التالية:

أ ـ الراديوم و الرادون نظيران.

ب ـ تحتوي نواة الراديوم على 88 نيترون و 138 بروتون.

جـ ـ بعد مرور المدة 3t_1/2 (t_1/2 زمن نصف العمر لنواة الراديوم) يتبقى 12,5% من أنوية الراديوم الابتدائية.

د ـ العلاقة بين زمن نصف العمر و ثابت النشاط الاشعاعي هي: t_1/2 = λ.ln2

3 ـ حدد بالوحدة Bq عند ماي 2024 نشاط عينة من الراديوم كتلتها 1g علما أن نشاطها كان يساوي 3,73×10¹⁰ Bq عند ماي 1808

4 ـ أحسب بالوحدة MeV الطاقة الناتجة عن تفكك نواة واحدة من الراديوم ؟

II ـ يتعلق سلوك عدد من الدارات الكهربائية، أو الالكترونية بطبيعة المركبات المتواجدة فيها، و تكون تلك الدارات مقر ظواهر مختلفة، من قبيل شحن، و تفريغ مكثفة، و ظهور أو انعدام التيار في و شيعة، و الاهتزازات الكهربائية. يمكن لهذه الظواهر أن تتأثر بتغيير الاعدادات.

يهدف هذا الجزء من التمرين الى دراسة تأثير مقاومة دارة كهربائية في الدارة RL.

يتكون التركيب الممثل في الشكل(1) من: ـ مولد قوته المحركة الكهربائية E = 6V ، وشيعة L = 0,1H ; r = 0، مقاومة متغيرة R ، قاطعة K.

نضبط المقاومة على القيمة R = 220 Ω ونغلق القاطعة عند اللحظة t₀ = 0.

1 ـ أنقل الشكل (1) على ورقة الاجابة، ومثل عليه التوترين u_L بين طرفي الوشيعة، و u_R بين طرفي المقاومة، ثم على نفس الشكل كيفية ربط راسم الاهتزاز المهبطي لمتابعة التوتر u_R ؟

2 ـ بين أن المعادلة التفاضلية التي تحققها الشدة i(t) للتيار الكهربائي المار في الدارة تكتب:

$$\frac{di}{dt}+\frac{R}{L}i(t)=\frac{E}{L}$$

3 ـ حل المعادلة التفاضلية السابقة هو:

$$i(t)=\frac{E}{R}(1-e^{-\frac{t}{\tau }})$$

باستغلال المعادلة التفاضلية ـ أوجد عبارة وقيمة:

أ ـ ثابت الزمن τ للدارة.

ب ـ الشدة I₀ للتيار الكهربائي المار في الدارة عندما يتحقق النظام الدائم.

4 ـ أحسب الطاقة المغناطيسية المخزنة في الوشيعة في النظام الدائم ؟

5 ـ نضبط من جديد مقاومة الدارة على القيمة R’ = 2R، نرمز بـ τ’ لثابت الزمن الجديد.

ـ قارن τ’ و τ واستنتج تأثير R على المدة التي تصبح بعدها شدة التيار أعظمية ؟

التمرين الثاني:(06.00 نقاط)

سهل سوركيس، الواقع في جنوب Seine-et-Marne ،هي منطقة طبيعية محمية تؤوي، من بين أمور أخرى، العديد من البرمائيات (الضفادع والسمندل المائي). تعيش ضفادع Bufo bufo في غابة  Fontainebleauمعظم السنة. مرة واحدة في السنة و في الربيع تهاجر البرمائيات إلى المسطحات المائية للتكاثر. لمنع سحقهم أثناء مرورهم على الطريق الذي يعبر منطقة الهجرة هذه، تم تركيب الجهاز: توجد حواجز خشبية عالية بما يكفي لمنع القفز على الطريق توضع على كلا الجانبين، مما يجبر البرمائيات على استخدام ممرات تحت الأرض تسمى (الضفادع).

في هذا التمرين، نقترح دراسة الحركة أثناء قفز الضفدع Bufo bufo من أجل القيام بذلك يجب تحديد الحد الأدنى لارتفاع الحواجز الواقية على طول الطريق.

المطلوب دراسة حركة مركز كتلة الضفدع G في مجال الجاذبية الأرضية g التي تعتبر ثابته ويفترض أن قوة الاحتكاك مع الهواء مهملة مقارنة بالثقل.

المعطيات :

ـ شدة الجاذبية الأرضية  g = 9,81 m·s⁻²

ـ متوسط طول الضفدع Bufo bufo: 10 cm

    تمت دراسة حركة مركز الكتلة G للضفدع في الإطار المرجعي الأرضي المفترض غاليلي، والمزود بمعلم  محاوره  (OX, OZ)، (أنظر الشكل1).

الشكل 1 ينمذج قفزة الضفدع

في اللحظة  t = 0 s، يتم وضع مركز الكتلة G عند النقطة O مبدأ المعلم، شعاع السرعة الابتدائية كما هو موضح له اتجاه يصنع زاوية α مع المحور الأفقي (OX).

1 ـ بتطبيق القانون الثاني لنيوتن استنتج عبارة التسارع على كل محور؟

2 ـ بالاعتماد على الشروط الابتدائية استنتج المعادلة الزمنية للسرعة على كل محور؟

3 ـ بالاعتماد على الشروط الابتدائية استنتج المعادلة الزمنية للمسافة على كل محور؟

4 ـ بيّن أن السرعة التي تسمح للضفدع بأداء قفزة بطول d تعطى بالعلاقة:

$$v_0=\sqrt{\frac{g\cdot d}{2\sin (\alpha )\cos (\alpha )}}$$

5 ـ مع العلم أن أقوى الضفادع يمكنها القيام بقفزات طولها يعادل 20 ضعف طولها، أحسب قيمة v₀ من أجل α = 45°؟

6 ـ أ ـ أثبت أن الحد الأقصى لارتفاع القفزة يأخذ العبارة الحرفية التالية:

$$z_{\text{max}} = \frac{v_0^2}{2g}$$

من أجل قيمة معينة لـ α ؟

   ب ـ أوجد قيمة Z_max من أجل قيمة v₀ المحسوبة في السؤال 5 ؟

7 ـ يبلغ ارتفاع الحواجز في الواقع من 50 إلى 60 سم. لماذا نختار تركيب حواجز بارتفاع أقل من Z_max ؟

الجزء الثاني: يتكون من تمرين واحد تجريبي

التمرين التجريبي:(07.00 نقاط)

      تركيب نكهة الموز: نكهة الموز عبارة عن خليط معقد من عدة أنواع كيميائية طبيعية. المكون الرئيسي لهذه الرائحة هو 3- ميثيل بوتيل إيثانوات أيضًا يُسمى خلات الأيزواميل: يستخدم في صناعة العطور وكمضافات غذائية.

الهدف من هذا التمرين هو مقارنة عدة بروتوكولات تسمح بذلك، يتم تصنيع هذه الأنواع الكيميائية في المختبر لتحديد التركيب الذي يتم تصنيعه، ويكون أكثر مسؤولية بيئية.

معادلة التفاعل للحصول على 3- ميثيل بوتيل إيثانوات هي كما يلي:

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₂-OH + CH₃-COOH ↔ CH₃-COO-CH(CH₃)-CH₂-CH₂ + P

I ـ تحديد الأنواع المشاركة في التفاعل:

1 ـ مثل الكتابة الطوبولوجية للمواد المتفاعلة و3- ميثيل بوتيل إيثانوات؟

2 ـ بين أن المنتج P الذي تم الحصول عليه خلال هذا التفاعل هو الماء؟

II ـ مقارنة بروتوكولات التفاعل:

معطيات :

ـ أيون كربونات الهيدروجين HCO₃^- هو نوع مذبذب ينتمي إلى الأزواج الحمضية والقاعدية التالية:

HCO₃^-(aq)/CO₃^2-_(aq) و (CO_2(g),H₂O_(ℓ))/HCO₃^-_(aq)

البيانات الفيزيائية والكيميائية عند 20ºC:

الذوبان في ماء مملح	الكثافة	الكتلة المولية g.mol-1	الأنواع الكيميائية
ضعيف الذوبان	0,81	88,2	3- ميثيل بيوتان-1- ول
قابل للذوبان للغاية	1,05	60,00	حمض الإيثانويك
قليل جدًا من الذوبان	0,87	130,2	3- ميثيل بوتيل إيثانوات
لا يتحلل في الماء	0,78	84,2	الهكسان الحلقي

في ما تبقى من التمرين، قمنا بمقارنة ثلاثة بروتوكولات تجريبية.

البروتوكول A: التفاعل مع إعداد التسخين الارتجاعي

الخطوة 1: مزج 22 مل من 3- ميثيل بوتان-1- ول، 15 مل من حمض الإيثانويك النقي، و قطرات من حمض الكبريت المركز، بالإضافة إلى بضع حبات من حجر الخفاف.

الخطوة 2: يسخن الخليط للارتجاع لمدة 45 دقيقة ثم يبرد إلى درجة حرارة المحيط.

الخطوة 3: يتم بعد ذلك فصل المادة العضوية بمحلول مائي مشبع من كلور الصوديوم، ثم بمحلول مائي من كربونات هيدروجين الصوديوم. ثم تجفف باستخدام كبريتات المغنيسيوم اللامائية.

- كتلة 3- ميثيل بوتيل إيثانوات التي تم الحصول عليها هي m_B = 19,7 g

1 ـ قم بتسمية الخطوتين 2 و3 من البروتوكول A؟

يستخدم حمض الكبريت المركز كعامل محفز في هذا البروتوكول.

2 ـ حدد معنى كلمة محفز؟

3 ـ حدد مدى فائدة تجميع التسخين الارتجاعي في هذا البروتوكول؟

أثناء عملية الفصل الثانية من الخطوة 3 من البروتوكول A لوحظ إنطلاق غاز.

4 ـ باستخدام البيانات، اقترح تفسيرًا لهذه الملاحظة، وقم بتبرير فائدة هذه الخطوة؟

5 ـ حدد المتفاعل المحد المستخدم في البروتوكول A، ثم أحسب كمية مادة الاستر الناتج ؟

في البروتوكولين B وC تكون الخطوات 1 و3 مماثلة لتلك الموجودة في البروتوكول A ولكن يتم تعديل الخطوة 2 كما هو مبين أدناه:

البروتوكولC	البروتوكولB
استعمال جهاز Dean-Stark	استعمال جهاز الميكروويف
التسخين باستخدام جهاز Dean-Stark يسمح باستخراج المياه أثناء عملية التفاعل بوجود الهكسان الحلقي الذي يعمل كمذيب	التسخين باستطاعة 800 واط لمدة 30 ثانية.	الخطوة 2
85%	87%	المردود

يستهلك غطاء التسخين المستخدم في البروتوكولين A وC  خلال الخطوة 2 طاقة قدرها 4,1×10⁵J

6 ـ أحسب الطاقة المستخدمة لتسخين خليط التفاعل في البروتوكول B؟

7 ـ من خلال النتائج المتحصل عليها، قم بتحديد، وتبرير البروتوكول الذي يلبي المبادئ التوجيهية على أفضل وجه (الكيمياء الخضراء)

الاجابة النموذجية للموضوع الأول 

التمرين الأول:(07.00 نقاط)

I ـ

1 ـ تعريف طاقة الربط للنواة: 

هي الطاقة التي يجب اعطاؤها لنواة في حالة سكون لفصل نوياتها وتبقى في سكون.

2 ـ اختيار الاقتراح الصحيح:

أ ـ الراديوم و الرادون نظيران (خطأ) (ليس لهما نفس عدد البروتونات)

ب ـ تحتوي نواة الراديوم على 88 نيترون و 138 بروتون (خطأ) (تحتوي نواة الراديوم على 138 نيترون و 88 بروتون)

جـ ـ بعد مرور المدة 3t_1/2 يتبقى 12,5% من أنوية الراديوم الابتدائية (صحيح)

لدينا:

$$\frac{N(3t_{1/2})}{N_0} = e^{-\frac{3t_{1/2} \ln(2)}{t_{1/2}}}$$

ومنه:

$$\frac{N(3t_{1\mathrm{/}2})}{N_0}=e^{-3\ln (2)}$$

باستخدام خاصية اللوغاريتم $\ln(a^b) = b\ln(a)$ نجد:

$$e^{-3 \ln(2)} = \left(e^{\ln(2)}\right)^{-3} = 2^{-3}$$

ومنه:

$$2^{-3}=\frac{1}{2^3}=\frac{1}{8}=0.125$$

ومنه:

$$\frac{N(3t_{1/2})}{N_0} = 0.125 = 12.5\%$$

ومنه:

$$\boxed{{\displaystyle \frac{N(3t_{1\mathrm{/}2})}{N_0}=12.5\mathrm{\%}}}$$

د ـ العلاقة بين زمن نصف العمر و ثابت النشاط الاشعاعي هي: t_1/2 = λ.ln2 (خطأ) لان (t_1/2 = τ.ln2)

3 ـ تحديد نشاط عينة من الراديوم كتلتها 1g عند ماي 2024:

لدينا: A = A₀.e^-λt

معادلة التفكك:

$$A = A_0 \cdot e^{-\lambda t}$$

التعويض في المعادلة:

$$A = 3.73 \times 10^{10} \cdot e^{-1.4 \times 10^{-11} \times (2024 - 1808) \times 365.25 \times 24 \times 3600}$$

الحل النهائي:

$$A = 3.39 \times 10^{10} \, \text{Bq}$$

4 ـ حساب بالوحدة MeV الطاقة الناتجة عن تفكك نواة واحدة من الراديوم:

لدينا معادلة التفكك:

$$^{226}_{88} \text{Ra} \rightarrow ^{222}_{86} \text{Rn} + ^{4}_{2} \text{He}$$

عبارة الطاقة الناتجة هي:

$$\Delta E = E_l(^{222}_{86} \text{Rn}) + E_l(^{4}_{2} \text{He}) - E_l(^{226}_{88} \text{Ra})$$

وبالتعويض نجد:

$$\Delta E = 1.7074 \times 10^3 + 28.4 - 1.7311 \times 10^3 = 4.7 \, \text{MeV}$$

II ـ

1 ـ تمثيل التوترين u_L و u_R وكيفية ربط راسم الاهتزاز المهبطي لمتابعة التوتر u_R:

أنظر الشكل (1)

2 ـ اثبات المعادلة التفاضلية التي تحققها شدة التيار:

لدينا حسب قانون جمع التوترات:

$$u_L + u_R = E$$

وحسب قانون أوم:

$$u_R = R \cdot i$$

ولدينا:

$$u_L=L\frac{di}{dt}$$

ومنه نكتب:

$$L \frac{di}{dt} + R \cdot i = E$$

ومنه:

$$\frac{di}{dt}+\frac{R}{L}\cdot i(t)=\frac{E}{L}\text{(1)}$$

3 ـ أ ـ عبارة ثابت الزمن:

لدينا: \[ \begin{aligned} i(t) &= \frac{E}{R} \left(1 - e^{-\frac{t}{\tau}}\right) \\ \text{حيث: } \tau &= \frac{L}{R} \end{aligned} \] باشتقاق \(i(t)\) نحصل على: \[ \begin{aligned} \frac{di}{dt} &= \frac{E}{R} \cdot \left(-\frac{1}{\tau}\right) e^{-\frac{t}{\tau}} \\ \frac{di}{dt} &= \frac{-E}{R\tau} e^{-\frac{t}{\tau}} \end{aligned} \] نعوض في المعادلة التفاضلية \((1)\): \[ \begin{aligned} \frac{1}{\tau} \cdot \frac{E}{R} \cdot e^{-\frac{t}{\tau}} + \frac{L}{R} \cdot \frac{-E}{R\tau} e^{-\frac{t}{\tau}} &= 0 \\ \frac{1}{\tau} \cdot \frac{E}{R} e^{-\frac{t}{\tau}} - \frac{1}{R} \cdot \frac{E}{\tau} e^{-\frac{t}{\tau}} &= 0 \\ \frac{E}{R} e^{-\frac{t}{\tau}} \left(\frac{1}{\tau} - \frac{1}{\tau}\right) &= 0 \end{aligned} \] من العلاقة أعلاه نجد: \[ \tau \cdot R = L \quad \Rightarrow \quad \tau = \frac{L}{R} \] لحساب \(\tau\): \[ \begin{aligned} \tau &= \frac{0.1}{220} \\ \tau &= 4.55 \times 10^{-4} \text{ s} \\ \tau &\approx 0.45 \text{ ms} \end{aligned} \]

ب ـ الشدة I₀ للتيار الكهربائي المار في الدارة عندما يتحقق النظام الدائم:

يتحقق النظام الدائم عندما t → ∞ ومنه: e^-∞ → 0 اذن حل المعادلة التفاضلية يكتب

$$i(\infty) = \frac{E}{R} - \frac{E}{R} \cdot e^{-\frac{t}{\tau}}$$

ومن هنا:

$$I_0 = \frac{E}{R}$$

وبالتالي:

$$I_0 = \frac{6}{220} = 2.73 \times 10^{-2} \, \text{A}$$

ومنه:

$$I_0=27.3\text{mA}$$

4 ـ حساب E_(L) في النظام الدائم:

لدينا: E_(L) = ½.Li² وفي النظام الدائم نجد: E_(L) = ½.LI₀²

ت.ع:

E_(L) = ½.0,1× (2,73×10^-2)² ومنه: E_(L) = 3,73×10^-5 J

5 ـ مقارنة τ’ و τ :

 لدينا: τ = L/R و τ’ = L/2R ومنه: τ’ = τ/2 ومنه : كلما زادت قيمة R تناقصت قيمة ثابت الزمن τ ومنه تناقصت المدة التي تصبح بعدها شدة التيار أعظمية (Δt = 5τ).

التمرين الثاني:(06.00 نقاط)

1 ـ استنتاج عبارة التسارع على كل محور:

بتطبيق القانون الثاني لنيوتن

$$\sum \vec{F}_{\text{ext}} = m \vec{a}_G$$

ومنه:

$$m \vec{g} = m \vec{a}_G$$

ومنه:

$${\vec{a}}_G=\vec{g}$$

بالإسقاط على المحاور نجد: a_x = 0 ، a_z = -g

2 ـ استنتاج المعادلة الزمنية للسرعة على كل محور:

لدينا: a_x = 0 ، a_z = -g

ومنه:

$$\frac{d v_x}{dt} = 0$$

و

$$\frac{d v_z}{dt} = -g$$

و منه:

 v_x = v_0x  ،  v_z = g.t + v_0z

وبالاعتماد على الشكل نجد:

v_0x = v₀cos(α)  ، v_0z = v₀sin(α)

ومنه نجد :

v_x = v₀cos(α)  ،  v_z = - g.t + v₀sin(α)

3 ـ استنتاج المعادلة الزمنية للمسافة على كل محور:

لدينا:

 dx/dt = v_x = v₀cos(α) 

ولدينا:

 dz/dt = v_z = -g.t + v₀sin(α)

ومنه:

 x = v₀t.cos(α) + x₀

z = -½.g.t² + v₀t.sin(α) + z₀

من أجل: x₀ = 0 ، z₀ = 0

نجد:

x = v₀t.cos(α) 

  z = -½.g.t²+ v₀t.sin(α) 

4 ـ التبييّن بأن السرعة التي تسمح للضفدع بأداء قفزة بطول d تعطى بالعلاقة:

$$v_0=\sqrt{\frac{g\cdot d}{2\sin (\alpha )\cdot \cos (\alpha )}}$$

لدينا:

x = v₀.t.cos(α) → (1)

ولدينا :

z = -½.g.t² + v₀.t.sin(α) → (2)

نضع  y = 0 ومنه نجد : t_P = 0 (مرفوض) أوt_P = 2v₀.sin(α)/g → (3) 

بتعويض (3) في (1) نجد:

$$x = \frac{2 v_0^2 \sin(\alpha) \cos(\alpha)}{g}$$

ومن أجل $x = d$، نجد:

$$v_0=\sqrt{\frac{g\cdot d}{2\sin (\alpha )\cdot \cos (\alpha )}}$$

5 ـ حساب قيمة v₀ من أجل d = 20×10 cm ،  α = 45°:

متوسط ​​طول الضفدع هو 10 سم، لذا سنأخذ  d = 20×10 cm = 2,0m

لدينا:

$$v_0 = \sqrt{\frac{g \cdot d}{2 \sin(\alpha) \cdot \cos(\alpha)}}$$

ومنه:

$$v_0 = \sqrt{\frac{9.81 \times 2.0}{2 \sin(45^\circ) \cdot \cos(45^\circ)}}$$

ومنه:

$$v_0 = 4.4 \, \text{m/s}$$

6 ـ أ ـ الاثبات بأن الحد الأقصى لارتفاع القفزة يأخذ العبارة الحرفية التالية:

$$z_{\text{max}}=\frac{v_0^2}{2g}$$

لدينا: z = -½.g.t² + v₀.t.sin(α) → (1)

ولدينا عند أقصى ارتفاع تصبح v_z = 0 ومنه نجد :

 t_S = v₀sin(α)/g → (2)

بتعويض (2) في (1) نجد:

$$z_{\text{max}} = \frac{v_0^2 \sin^2(\alpha)}{2g}$$

ومن أجل $\alpha = 90^\circ$ نجد:

$$\sin(\alpha) = 1$$

ومنه:

$$z_{\text{max}} = \frac{v_0^2}{2g}$$

ب ـ إيجاد قيمة $z_{\text{max}}$ من أجل قيمة $v_0$ المحسوبة في السؤال 5:

$$z_{\text{max}} = \frac{(4.4)^2}{2 \times 9.81} = 98 \, \text{cm}$$

7 ـ نختار تركيب حواجز بارتفاع أقل من z_max لكي لا نعرقل مرور العديد من الاشخاص و الحيوانات التي تحتاج الى المرور.

التمرين التجريبي:(07.00 نقاط)

I ـ تحديد الأنواع المشاركة في التفاعل:

1 ـ تمثيل الكتابة الطوبولوجية للمواد المتفاعلة و3- ميثيل بوتيل إيثانوات:

2 ـ وفقا لقانون حفظ المادة، وذلك من خلال عد الذرات المستخدمة في تركيب المتفاعلات، يجب أن نجد نفس الشيء في النواتج. لذلك نلاحظ أن P له الصيغة الجزيئية H₂O.

II ـ مقارنة بروتوكولات التفاعل:

1 ـ الخطوة 2: هي مرحلة التحول (حدوث التفاعل).

الخطوة 3: هي خطوة التنقية التي تجعل من الممكن عزل المنتج المطلوب.

2 ـ يعمل المحفز على تسريع التفاعل دون أن يظهر في معادلة التفاعل.

3 ـ تعتبر درجة الحرارة عاملاً حركيًا، فهي تعمل على تسريع أو إبطاء الحركة. عن طريق التسخين، نقوم بتسريع التفاعل.

4 ـ ملاحظة انطلاق  CO₂ خلال الخطوة 3، يدل على حدوث تفاعل أكسدة ارجاعية بين شوارد كربونات الهيدروجين

وبقية الكحول وينتج عنه إنطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون.

5 ـ حساب كميات المادة الابتدائية من المتفاعلات:

\[ n_{\text{alcool, i}} = \frac{\rho \cdot V}{M} = \frac{0.81 \times 10^3 \times 22 \times 10^{-3}}{88.2} = 0.20 \, \text{mol} \] \[ n_{\text{acide, i}} = \frac{\rho \cdot V}{M} = \frac{1.05 \times 10^3 \times 15 \times 10^{-3}}{60.0} = 0.26 \, \text{mol} \]

مع الأخذ في الاعتبار المعاملات المتكافئة، فإن المتفاعل المحدد هو الكحول لأن n_alcool,i < n_acide,i

حساب المردود:

حساب كمية مادة الاستر الناتجة:

n_B = m_B/M ومنه: n_B =  19,7/130,2  = 0,151 mol

R = n_B/n_max = 0,151/0 ,20 ومنه: r = 76%

6 ـ حساب E:

E = P.Δt = 800×30 = 2,4×10⁴J

7 ـ من خلال قيم مردود التفاعل في كل بروتوكول تجريبي، وكذلك قيمة الطاقة المستهلكة، وكذلك طبيعة المواد المستخدمة في عملية التنقية، والفصل نستنتج أن البروتوكول B هو الافضل، والموافق للكيمياء الخضراء.

الموضوع بصيغة الـ PDF