Base d'épreuves orales scientifiques de concours aux grandes écoles

Énoncé(s) donné(s)

Exercice 1 : électrolyse

On cherche à réaliser l'électrolyse d'une solution de sulfate de zinc(II), afin de produire du zinc métal. 

On fournit l'allure des courbes intensité-potentiel  des couples intervenant dans ce système (voir fichier joint).

Données : masse molaire $\,M(Zn)=65\,$g$\cdot$mol$^{-1}$;  $[Zn^{2+}]=5,0\cdot10^{-1}\,$mol$\cdot$L$^{-1}$

potentiels standards à 298~K :  $\, E^o(O_2/H_2O)=1,23\,$V  ;  $\,  E^o(Zn^{2+}_{\rm (aq)}/Zn_{\rm (s)})=-0,76\,$V  ;  $\,  E^o(SO_4^{2-}/S_2O_8^{2-})=2,08\,$V ; 

1 -  Pourquoi le sulfate ne réagira-t-il jamais lors de n'importe quelle réaction ? 

2 - Ecrire la réaction-bilan de cette électrolyse. 

3 - A partir de quelle tension imposée la réaction pourra-t-elle se faire ? 

4 - On impose une tension de 2,8~V. Déterminer graphiquement la densité volumique de courant correspondante.

5 - Déterminer la surface des électrodes permettant de faire par électrolyse 500 kg de Zn$_{(s)}$ par jour. 

Exercice 2 : plateau tournant

On dispose d'un plateau tournant autour de son axe $(Oz)$, les axes $(Ox,Oy)$ étant liés au plateau. Une masse $m$ est reliée à un ressort et se déplace sans frottement dans un guide de direction parallèle à l'axe $Oy$ et à distance $d$ de celui-ci. 
 
1 -  Déterminer l'équation du mouvement de la masse dans le référentiel du plateau (repère $(Oxyz)$) .

2 -  Quelle est la forme du mouvement de la masse lorsque le plateau tourne ? 

3 -   Exprimer la force de réaction. 

Indication(s) fournie(s) par l'examinateur pendant l'épreuve

Questions posées en cours d'oral :

- exercice 1 (à la fin de la dernière question) : "Commenter : est-ce réalisable ? Comment faire en pratique ? "

- exercice 2 :  à la question 1, le jury m'a demandé de dresser un joli bilan des forces en justifiant notamment que la force d'inertie de Coriolis n'intervenait pas dans l'équation du mouvement.

Commentaires divers

• 2025_CCINP_Electrolyse-RotationPlateau.pdf