Sujet Physique-Chimie — Terminale — Nouvelle-Calédonie — Bac 2013

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2013 PHYSIQUE-CHIMIE Série S EST ulatrice autorisé de feuille de papier millimétré Ce sujet comporte trois exercices de PHYSIQUE CHIMIE présentés sur 12 pages numérotées de 1 à 12 y compris celle-ci. Les pages d'annexes (page 11 et 12) SONT À RENDRE AVEC LA COPIE, même si elles n'ont pas été complétées. Le candidat doit traiter les trois exercices qui sont indépendants les uns des autres. 13PYOSNC3 Page: 1I12 EXERCICE 1- LES FOURMIS DÉTIENNENT-ELLES LA CLÉ DU CARBURANT DU FUTUR? (5 points) D'après le communiqué de presse de /'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL} du 30 novembre 2010 (Journaliste: Lionel Pousaz) L'hydrogène est souvent désigné comme le futur remplaçant des carburants fossiles. Il est facilement produit à partir d'énergie électrique. Écologique et performant, il n'en présente pas moins de nombreux inconvénients. Extrêmement inflammable, il doit être stocké dans d'encombrantes bouteilles pressurisées. Autant d'obstacles à son utilisation, que les scientifiques de l'EPFL et leurs confrères du Leibniz-Institut für Kata/yse ont levés, en stockant l'hydrogène sous la forme d'acide formique. Grâce à un catalyseur et au C02 présent dans l'atmosphère, les scientifiques ont transformé /'hydrogène en acide formique. Plutôt qu'une lourde bouteille de fonte remplie d'hydrogène sous pression, ils obtiennent ainsi une substance très peu inflammable et liquide à température ambiante. Une solution pour accumuler l'énergie des sources renouvelables comme le solaire ou l'éolien, ou alimenter la voiture de demain. En novembre 2010, seconde étape. Les laboratoires sont parvenus à provoquer le phénomène inverse: par le biais d'une catalyse, l'acide formique retourne de manière totale à l'état de C02 et d'hydrogène, lequel peut ensuite être transformé en énergie électrique. Un prototype fonctionnel, peu encombrant et d'une puissance de deux kilowatts est d'ores et déjà au point. Stocker les énergies renouvelables «Imaginez par exemple que vous ayez des cellules solaires sur votre toit, explique Gabor Laurenczy, professeur au Laboratoire de chimie organométallique et médicinale et chef de Groupe de catalyse pour l'énergie et l'environnement. Par mauvais temps ou durant la nuit, votre pile à combustible (H2, 02) vous restitue le trop-plein d'énergie accumulé quand le soleil brillait.)) Dans une telle configuration, le procédé permet de restituer plus de 60% de l'énergie électrique de départ. Cette solution est extrêmement sûre. L'acide formique libère de manière continue de très petites quantités d'hydrogène, «juste ce dont vous avez besoin sur le moment pour votre consommation électrique)), relève le chercheur. Autre avantage par rapport