Cours 2021-2022

Characterization Techniques in Life and Materials Chemistry [SCHIM104]

  • 6 crédits
  • 36h+24h
  • 1er quadrimestre
Langue d'enseignement: Anglais / English

Acquis d'apprentissage

Cette Unité d’Apprentissage est divisée en deux parties :

la partie I concerne les techniques de caractérisation liées au domaine des matériaux

la partie II concerne les techniques de caractérisation des biomacromolécules comme les protéines.

En s’appuyant sur les acquis des cours de Bac 2 et 3 et en particulier des cours de Chimie Physique (spectroscopie et dynamique), de biochimie et de chimie biologique, ce cours permet aux étudiants d'avoir une maitrise des techniques les plus utilisées pour la caractérisation des matériaux à l’état solide ainsi que des biomacromolécules.

Au terme de son apprentissage, l’étudiant(e) sera en mesure de :

  • Comprendre les principes de la RNM à l’état solide (MAS, CP , DE…)
  • Prévoir l’allure ou analyser un spectre 29Si, 13C, 27Al RMN à l’état solide pour un certain nombre de matériaux
  • Avoir une vision d’ensemble des potentialités de la RNM à l’état solide
  • Comprendre les principes de la spectroscopie vibrationnelle IR et Raman
  • Prévoir l’allure ou analyser des spectres type d’IR et Raman
  • Décrire l’utilisation de molécules sonde (surtout pour la caractérisation de l’acidité de solides).

 

  • De plus, à la fin du cours l’étudiant connaîtra les avantages et les limites de chacune des méthodes et sera capable d’identifier la/les technique(s) la/les plus appropriée(s) pour la caractérisation d’une propriété particulière d’une biomacromolécule (protéine).
     

 

 

 

Objectifs

Ce cours vise à mettre en place les bases nécessaires afin de permettre aux étudiants d'analyser la structure des solides inorganiques ou organiques/inorganiques en combinant plusieurs méthodes d'analyses spectroscopiques. Le cours vise également à montrer aux étudiants l’utilité de diverses méthodes analytiques pour la caractérisation des biomacromolécules.

L’utilisation d’exemples provenant d’articles récents permet aux étudiants de voir le lien avec la recherche actuelle dans plusieurs domaines. A la fin du cours l’étudiant sera capable d’identifier la/les technique(s) la/les plus appropriée(s) pour la caractérisation structurelle d’un matériau donné et/ou des biomacromolécules.

Les TPs de RMN à l’état solides seront organisés en collaboration avec le Dr. Luca Fusaro.

 

Contenu

Voir la table de matières

Table des matières

Pour la partie I :

1. Introduction. Characterization: a portfolio of modern methods

2. Classification of the most used techniques

3. Solid State Nuclear Magnetic Resonance (NMR). Mainly 29Si, 27Al, 13C and some specific applications concerning 1H NMR.

4. Other important nuclei in materials chemistry: an overview

5. Electron Paramagnetic Resonance (EPR)

6. Fourier Transform IR (FTIR) and Raman Spectroscopy (RS) applied to materials chemistry: silicates, aluminosilicates, metal and metal oxides, carbon nanostructures

 

Pour la partie II :

1. Introduction et rappels

2. Application de méthodes spectroscopiques

3. Mise en œuvre de méthodes de diffusion

4. Application de méthodes calorimétriques

5. Aperçu de nouvelles technologies

6. Complémentarité des différentes techniques : études de cas

 

 

Description des exercices

Les travaux pratiques  ont pour but de visiter certains instruments de caractérisation du département (RMN, AFM, IR, UV….) et d'appliquer les concepts théoriques à des exemples concrets.

Il s'agit d'un approche interdisciplinaire basée sur les connaissances que les étudiants ont acquises (ou en apprentissage).

 


Pré-requis

Les unités d’enseignement d’une des propositions suivantes:

  1. Chimie physique : spectroscopie [SCHIB301]
  2. Chimie inorganique [SCHIB305]
  3. Chimie physique moléculaire [SCHIB303]

Méthodes d'enseignement

Le cours est donné sous forme d'un exposé magistral s'appuyant sur un "PowerPoint" (disponible en format PDF à l'avance sur WebCampus)

Mode d'évaluation

L'unité d'enseignement est constituée de deux activités d'apprentissage : le cours théorique et les travaux pratiques

- le cours théorique

L'unité d'enseignement SCHIM104 étant composé de deux parties, l'évaluation de l’activité d’apprentissage « cours théorique » se fera sur chacune de ces deux parties le même jour. Il s’agit d’un examen écrit d’une durée maximale de 3h basé sur des questions ouvertes et/ou de problèmes de réflexion.  Pour valider les crédits de l'unité d'enseignement, l'étudiant(e) doit obtenir une note moyenne pondérée d'au moins 10/20. Chaque partie comptera à raison de 50% à la note finale. Pour valider les crédits associés à l'unité d'enseignement, il sera nécessaire de réussir chacune des parties.

- les travaux pratiques (laboratoires) (TP)

Pour la partie I :

Une partie de travaux pratique sera dédié à un travail en petit groupes encadrés par un assistant. Ce travail comportera l’analyse critique de différentes techniques de caractérisation à l’état solide. Cette activité d’apprentissage sera évaluée et la note finale sera acquises définitivement à la fin de l’activité correspondante. En cas d’examen en seconde session, la note acquise sera reportée.

Pour valider les crédits de la partie I 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'apprentissage est calculée comme suit :  examen écrit en session (80%), note finale acquise pour TP (20%).

 

Pour la partie II :

Les activités « labos » sont obligatoires et une participation active sera évaluée.

 

Les modalités d'évaluation pourront être modifiées si la situation sanitaire (COVID-19) l'exige.

En cas d’adaptation des modalités d’évaluation et/ou d’enseignement, les étudiants seront informés à l'avance via WebCampus"

 

 

Sources, références et supports éventuels

voir PowerPoint du cours

Langue d'enseignement

Anglais / English

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR

Cycle

Etudes de 2ème cycle