Cours 2020-2021

Chimie générale II [SCHIB119]

  • 4 crédits
  • 30h+25h
  • 2e quadrimestre
Langue d'enseignement: Français
Enseignant: Ravet Isabelle

Acquis d'apprentissage

Pour l'unité d'enseignement "chimie générale 2", au terme de son apprentissage, l’étudiant(e) sera en mesure :

  • de modéliser des transformations chimiques ;
  • de réaliser des calculs stœchiométriques ;
  • de définir et de calculer les propriétés des solutions (concentration, pH, tampon…) ;
  • de démontrer de façon critique des formules de pH approximées.
  • d'écrire et pondérer des équations de réaction (dissociation, acide-base, redox, précipitation, combustion, …) ;
  • de décrire et de calculer l'évolution de l'acidité (pH) d'un milieu réactionnel ;
  • de définir les concepts de base de thermodynamique ;
  • de justifier les états de la matière à l’aide de concepts thermodynamiques ;
  • d’utiliser les concepts théoriques pour justifier la réactivité en chimie générale et prévoir la spontanéité des réactions chimiques ;
  • de décrire l’état d’équilibre dynamique et son déplacement ;
  • de calculer des valeurs de constantes d’équilibre ;
  • de démontrer quelques formules de thermodynamique ;
  • de démontrer et d’utiliser les concepts cinétiques pour décrire la vitesse de réaction ;
  • d’utiliser correctement le matériel de chimie pour réaliser des manipulations en laboratoire ;
  • d'utiliser les concepts théoriques pour analyser, exploiter et commenter des résultats expérimentaux ;

Objectifs

Cette unité d'enseignement a pour objectifs :

  • de donner à l'étudiant une formation de base rigoureuse dans certains aspects de la chimie générale (acidité (pH) ; thermochimie ; cinétique) ;
  • d'expliquer et prévoir les transformations chimiques en utilisant différents  concepts théoriques ;
  • de mener à bien une démarche expérimentale ;
  • de solutionner des problèmes en utilisant les raisonnements et outils mathématiques ;
  • d’interpréter des données présentées sous différentes formes (tableau, graphique, texte, …)

Contenu

L'unité d'enseignement est axée sur les théories fondamentales de chimie.  L'exposé des concepts de base et des principales variables thermodynamiques introduit aux équilibres physico-chimiques. L'étude de la cinétique des réactions met en évidence les phénomènes de catalyse et l'importance des mécanismes réactionnels. L'étude du comportement des différents composés en solution et de la dissociation ionique mène aux notions de pH, de solutions tampon et à l'étude de l’évolution du pH au cours d'une réaction.

Table des matières

Chapitre 1 : Thermochimie : Premier principe : échanges d’énergie. 1.1. Notions de base de thermochimie. 1.2. Formes d’énergie. 1. 3. Conservation d’énergie : Premier principe de thermodynamique. 1.4. Détermination de DH (DU) d’une transformation.

Chapitre 2 : Thermochimie : Second principe : critère de spontanéité. 2.1. Critère de spontanéité d’une transformation. 2.2. Critère d’équilibre. 2.3. Détermination de la spontanéité d’une transformation. 2.4. Second principe de thermodynamique. 2.5. Influence de la température, de la pression et de la concentration.

Chapitre 3 : Equilibres. 3.1. Equilibre et thermodynamique. 3.2. Déplacement d’équilibre, loi de Le Chatelier. 3.3. Diagramme de phase de corps purs.

Chapitre 4 : Cinétique. 4.1. Notions générales. 4.2. Cinétique formelle. 4.3. Facteurs cinétiques. 4.4. Théories cinétiques. 4.5. Equation de vitesse et mécanisme réactionnel. 4.6. Catalyseurs, inhibiteurs. 4.7. Catalyse enzymatique. 4.8. Critères cinétiques et thermodynamiques d’une transformation.

Chapitre 5 : Théories acide base. 5.1. Théorie d’Arrhénius. 5.2. Théorie acide base généralisée (théorie de Bronsted-Lowry)

Chapitre 6 : Notion et calculs de pH : 6.1. Notion de pH. 6.2.Calculs de pH de solutions aqueuses.

Chapitre 7 : Courbes de titrages et solutions tampon. 7.1. Courbes de titrages. 7.2. Solutions tampon.

Description des exercices

Chaque semaine, est organisée une séance soit de travaux pratique (TP) soit de travaux dirigés (TD). La participation aux TP et TD est obligatoire. 3 séances de travaux pratiques sont réparties sur le quadrimestre : 1) Thermochimie 2) Cinétique 3) pHmétrie, courbes de titrage. Ces travaux pratiques sont évalués grâce aux interrogations écrites qui ont lieu au début de chaque manipulation et grâce aux rapports de laboratoire remis en fin de séance ou une semaine après la manipulation suivant le contenu du rapport. Les autres semaines, séances de travaux dirigés : Ces séances durent 2h. Les TD sont évalués au moyen de deux interrogations réparties sur l'année et portant sur les matières traitées durant les séances de TD qui précèdent l'interrogation. Les dates des interrogations sont annoncées au début du quadrimestre.

Les travaux pratiques, les travaux dirigés et leurs évaluations sont susceptibles d'être adaptés pour se conformer aux exigences sanitaires. Toutes les modifications imposées par les conditions sanitaires seront communiquées aux étudiants via le site webcampus de l'unité d'enseignement SCHIB119 : Chimie générale II.


Méthodes d'enseignement

Les modalités d'enseignement et d'évaluation des unités d'enseignement ont été rédigées en fonction de la situation à la rentrée académique 2020-2021. Cependant, ces modalités pourraient faire l'objet de modifications en fonction de l'évolution de la crise sanitaire liée à la covid-19. Les étudiants seront informés de toute modification de la situation générale (passage à l'enseignement à distance partiel ou complet) par les autorités de l'UNamur tandis que les modifications propres à chaque unité d'enseignement leur seront communiquées par les enseignants, via webcampus

Différentes approches sont utilisées dans cette unité d'enseignement :

  • Les concepts théoriques sont présentés sous forme d'un exposé magistral s'appuyant sur un "powerpoint". Ce dernier est mis à la disposition des étudiants sur le site web de l'université "webcampus" ;
  • Des exercices en petits groupes (environ 30 étudiants), encadrés par un assistant, permettent d'appliquer et d'approfondir les concepts théoriques ;
  • Des travaux pratiques en laboratoire, réalisés individuellement sous la supervision d'un assistant, permettent d'illustrer et de manipuler les concepts théoriques. Ils permettent également une apprentissage de l'utilisation correcte du matériel de base d'un laboratoire de chimie et des protocoles à respecter pour réaliser des manipulations simples.
  • Les méthodes d'enseignement sont susceptibles d'être adaptées pour se conformer aux exigences sanitaires.

Mode d'évaluation

Les modalités d'enseignement et d'évaluation des unités d'enseignement ont été rédigées en fonction de la situation à la rentrée académique 2020-2021. Cependant, ces modalités pourraient faire l'objet de modifications en fonction de l'évolution de la crise sanitaire liée à la covid-19. Les étudiants seront informés de toute modification de la situation générale (passage à l'enseignement à distance partiel ou complet) par les autorités de l'UNamur tandis que les modifications propres à chaque unité d'enseignement leur seront communiquées par les enseignants, via webcampus

L'unité d'enseignement "chimie générale 2" est constituée de trois activités d'apprentissage :

- le cours théorique

- les travaux dirigés (exercices) (TD)

- les travaux pratiques (laboratoires) (TP)

Chacune de ces activités d'apprentissage est évaluée.

En cours de quadrimestre, l'étudiant(e)

  • est soumis(e) à des interrogations d'exercices (TD) dont la moyenne intervient à hauteur de 20 % dans la note finale de l’unité d’enseignement. En cas d'absence de l'étudiant(e) au moment d'une interrogation, si cette absence est justifiée par un certificat médical remis, au secrétariat de la faculté des sciences, au plus tard 5 jours ouvrables après la fin du certificat, l'étudiant(e) doit représenter cette interro à la fin du quadrimestre, à une date qui lui sera communiquée en temps utile. Si l'absence n'est pas justifiée par un certificat médical, l'étudiant(e) obtient une note de 0/20 pour cette interro.
  • doit réaliser des travaux pratiques. Chaque séance de TP est évaluée par une interrogation d'entrée (1/4 des points) et un rapport de laboratoire (3/4 des points). La moyenne des évaluations de TP constitue 10 % de la note finale de l’unité d’enseignement.. En cas d'absence, si celle-ci est justifiée par un certificat médical, remis, au secrétariat de la faculté des sciences, au plus tard 5 jours ouvrables après la fin du certificat, l'étudiant(e) doit dans les trois jours ouvrables à compter du début de l'absence envoyer un mail à "didactique.chimie@unamur.be" pour signaler son absence en TP et s'informer de la date à laquelle il pourra récupérer ce TP. Si cette démarche n'est pas effectuée par l'étudiant(e) une note de 0/20 sera attribuée pour le TP concerné.Toute absence non justifiée par un certificat médical est sanctionnée par une note de 0/20 pour le TP concerné.

Les notes finales de TP et de TD sont acquises définitivement à la fin des activités correspondantes.

Durant la session d'examen clôturant le second quadrimestre (mai-juin), l'étudiant(e) a un examen écrit portant sur l'ensemble de la matière de l'unité d'enseignement.

Pour valider les crédits de l'unité d'enseignement l'étudiant(e) doit obtenir une note moyenne pondérée d'au moins 10/20. La moyenne pondérée pour l'unité d'enseignement est calculée comme suit :  examen écrit en session (70%), note finale acquise en cours d'année pour TD (20%), note finale acquise en cours d'année pour TP (10%).

L'évaluation des différentes activités d'apprentissage est susceptible d'être adaptée pour se conformer aux exigences sanitaires ce qui pourrait entrainer une modification de la pondération des différentes activités (cours, TD, TP) dans le calcul de la note finale de l'unité d'enseignement. Toutes les modifications imposées par les conditions sanitaires seront communiquées aux étudiants via le site webcampus de l'unité d'enseignement SCHIB119 : Chimie générale II.

Durant la session d'examen d'été (août) l'étudiant(e) a un examen écrit portant sur l'ensemble de la matière de l'unité d'enseignement, s'il (elle) n'a pas validé les crédits correspondant à cette unité d'enseignement au cours de la session précédente.

Pour valider les crédits de l'unité d'enseignement l'étudiant(e) doit obtenir une note moyenne pondérée d'au moins 10/20. Le calcul de la note moyenne pondérée est la même qu'en juin. Les notes de TD et de TP acquises durant l'année sont conservées.

Sources, références et supports éventuels

Concentré de chimie, J.Wouters, PUN

Langue d'enseignement

Français

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR

Cycle

Etudes de 1er cycle