Travaux pratiques de chimie physique [SCHIB311]

Acquis d'apprentissage

Diverses spectroscopies et techniques de caractérisation sont abordées durant les TPs, tant au niveau fondamental qu'au niveau des applications qui découlent de leur utilisation. La plupart de ces techniques seront, par la suite, utilisées en routine lors des autres travaux pratiques et tout au long du cursus de l'étudiant et de son métier de chimiste. Les étudiants sont amenés à maîtriser ces techniques de caractérisation des propriétés moléculaires de la matière et à restituer cette maîtrise sous forme de travaux communs et individuels.

Au terme de l'UE, l'étudiant sera capable de :

• Contextualiser, traiter et interpréter avec rigueur scientifique des résultats expérimentaux obtenus durant les TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant notamment les outils numériques et sources bibliographiques ;
• Mettre en forme des rapports de TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant les outils numériques ;
• Adopter un comportement adéquat durant les TPs de chimie physique Bloc3 et respecter des consignes générales et/ou individuelles ;
• Préparer un travail expérimental détaillé dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3 en utilisant des sources bibliographiques et instructions de laboratoire ;
• Travailler en autonomie, en relation avec des travaux expérimentaux et rédactionnels, dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3.

Objectifs

Diverses spectroscopies et techniques de caractérisation sont abordées durant les TPs, tant au niveau fondamental qu'au niveau des applications qui découlent de leur utilisation. La plupart de ces techniques seront, par la suite, utilisées en routine lors des autres travaux pratiques et tout au long du cursus de l'étudiant et de son métier de chimiste. Les étudiants sont amenés à maîtriser ces techniques de caractérisation des propriétés moléculaires de la matière et à restituer cette maîtrise sous forme de travaux communs et individuels.

Au terme de l'UE, l'étudiant sera capable de :

• Contextualiser, traiter et interpréter avec rigueur scientifique des résultats expérimentaux obtenus durant les TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant notamment les outils numériques et sources bibliographiques ;
• Mettre en forme des rapports de TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant les outils numériques ;
• Adopter un comportement adéquat durant les TPs de chimie physique Bloc3 et respecter des consignes générales et/ou individuelles ;
• Préparer un travail expérimental détaillé dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3 en utilisant des sources bibliographiques et instructions de laboratoire ;
• Travailler en autonomie, en relation avec des travaux expérimentaux et rédactionnels, dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3.

Contenu

La spectroscopie Infra-Rouge est utilisée pour identifier et caractériser certains modes de vibration moléculaires, réaliser des dosages, déterminer des paramètres de réactions tels que des constantes d'équilibre ou encore pour suivre la cinétique d'une réaction. La spectroscopie UV-Visible permet de caractériser des propriétés structurales et électroniques de molécules organiques, de réaliser des analyses quantitatives, d'illustrer des principes de chimie quantique, d'étudier en détail des cinétiques de réaction de 1er et 2e ordre. La diffraction des rayons X est la technique de choix utilisée pour déterminer la structure tridimensionnelle des molécules à l'état cristallin. Les techniques de chromatographie permettent des analyses qualitatives et quantitatives très poussées. La dipolmétrie est utilisée pour déterminer la constante diélectrique de molécules en solution et de mélanges idéaux et non-idéaux. Le TP illustre la démarche nécessaire à la caractérisation du moment dipolaire des molécules. La viscosimétrie permet de déterminer une des propriétés fondamentales des fluides : leur viscosité, et est appliquée à la caractérisation de mélanges idéaux et non idéaux. La calorimétrie est utilisée pour déterminer la chaleur de combustion de solides et de liquides organiques, et autres quantités thermodynamiques qui en découlent.

Table des matières

Il s'agit de 9 TP (9 journées) : une technique est illustrée chaque jour (v. ci-dessous) et appliquée à un nombre fixé de manipulations. La dernière journée donne place à un travail individuel d’intégration.

La spectroscopie Infra-Rouge est utilisée pour identifier et caractériser certains modes de vibration moléculaires, réaliser des dosages, déterminer des paramètres de réactions tels que des constantes d'équilibre ou encore pour suivre la cinétique d'une réaction. La spectroscopie UV-Visible permet de caractériser des propriétés structurales et électroniques de molécules organiques, de réaliser des analyses quantitatives, d'illustrer des principes de chimie quantique, d'étudier en détail des cinétiques de réaction de 1er et 2e ordre. La diffraction des rayons X est la technique de choix utilisée pour déterminer la structure tridimensionnelle des molécules à l'état cristallin. Les techniques de chromatographie permettent des analyses qualitatives et quantitatives très poussées. La dipolmétrie est utilisée pour déterminer la constante diélectrique de molécules en solution et de mélanges idéaux et non-idéaux. Le TP illustre la démarche nécessaire à la caractérisation du moment dipolaire des molécules. La viscosimétrie permet de déterminer une des propriétés fondamentales des fluides : leur viscosité, et est appliquée à la caractérisation de mélanges idéaux et non idéaux. La calorimétrie est utilisée pour déterminer la chaleur de combustion de solides et de liquides organiques, et autres quantités thermodynamiques qui en découlent.

Description des exercices