Exercice 2 - Énergie chimique et oxydo-réduction · Bac STI2D Physique-Chimie et Mathématiques Métropole 2022

EXERCICE 2 commun à tous les candidats (6 points)

(physique-chimie)

Le son de la guitare électrique

Cet exercice a pour but d'étudier deux paramètres connus pour modifier le son produit par une guitare électrique: l'oxydation des cordes et l'influence du câble reliant la guitare à l'amplificateur.

1. Les cordes de guitare

Les cordes de guitare sont un élément essentiel pour la production du son. C'est la vibration de celles-ci qui est transformée en signal électrique par les micros de la guitare. Ainsi les cordes sont le plus souvent en alliage de fer pour pouvoir interagir avec les aimants présents dans les micros.

À l'air libre les cordes s'oxydent progressivement car elles sont le siège de réactions d'oxydoréduction.

Dans l'air humide, du fait de la condensation, la transformation chimique peut être modélisée à l'aide des deux demi-équations électroniques suivantes:

$$\mathrm{Fe_{(s)} + 2\,HO^-_{(aq)} = Fe(OH)_{2(s)} + 2\,e^-}$$$$\mathrm{O_{2(g)} + 2\,H_2O_{(l)} + 4\,e^- = 4\,HO^-_{(aq)}}$$

1. Les cordes de guitare

Les cordes de guitare sont un élément essentiel pour la production du son. C'est la vibration de celles-ci qui est transformée en signal électrique par les micros de la guitare. Ainsi les cordes sont le plus souvent en alliage de fer pour pouvoir interagir avec les aimants présents dans les micros.

À l'air libre les cordes s'oxydent progressivement car elles sont le siège de réactions d'oxydoréduction.

Dans l'air humide, du fait de la condensation, la transformation chimique peut être modélisée à l'aide des deux demi-équations électroniques suivantes:

$\mathrm{Fe_{(s)} + 2\,HO^-(aq) = Fe(OH)_{2(s)} + 2\,e^-}$

$\mathrm{O_{2(g)} + 2\,H_2O_{(l)} + 4\,e^- = 4\,HO^-(aq)}$

1.1.

À partir des deux demi-équations proposées, écrire l'équation de la réaction d'oxydoréduction qui modélise la transformation chimique subie par le fer contenu dans les cordes.

1.2.

Montrer qu'il est justifié de considérer que le fer subit une oxydation dans cette transformation chimique.

Afin de limiter cette oxydation, une des méthodes actuelles consiste à recouvrir la corde avec un enduit transparent très fin qui sert de revêtement à la corde.

1.3.

Indiquer la propriété que doit posséder l'enduit pour éviter efficacement le phénomène d'oxydation.