sem 2

SPE PC* - CHIMIE
SEMAINE 2
19/09 – 24/09
Les capacités exigibles du programme sont en italique.
Variance :
Nombre de degrés de liberté d'un système à l'équilibre ; décompte du nombre total des paramètres intensifs
décrivant le système (T, P, composition) ; décompte des relations entre paramètres ou des contraintes imposées
par l'expérimentateur ; variance (théorème des phases plus au programme)
Dénombrer les degrés de liberté d’un système à l’équilibre et interpréter le résultat.
Rq : la variance n'a été illustrée que dans le cadre des équilibres binaires liq-vap.
Diagrammes binaires isobares liquide-vapeur
Aucune notion sur les mélanges idéaux (notamment loi de Raoult, utilisation des potentiels chimiques)
Signification et nom des courbes ; principe de lecture du diagramme ; détermination du nombre de degrés de
liberté du système dans les différents domaines ; détermination des compositions dans un état donné ; théorème
des moments chimiques (démonstration, énoncé, utilisation). Courbes d'analyse thermique : interprétation des
phénomènes observés, de la variance, sur chaque partie. Utilisation des courbes d'analyse thermique pour le
tracé du diagramme isobare.
Mélanges idéaux (diagrammes en fuseau) ; diagramme à point azéotrope ; miscibilité nulle à l'état liquide,
diagramme à point hétéroazéotrope. Décrire les caractéristiques d'un mélange homo (-hétéro)azéotrope.
Miscibilité partielle à l'état liquide.
Construire un diagramme isobare d’équilibre entre deux phases d’un mélange binaire à partir d’informations
relatives aux courbes d’analyses thermiques.
Décrire les caractéristiques des mélanges homoazéotropes, hétéroazéotropes.
Exploiter les diagrammes isobares d’équilibre entre deux phases pour, à composition en fraction molaire ou
massique donnée :
- tracer l’allure de la courbe d’analyse thermique en indiquant le nombre de degrés de liberté du système sur chaque
partie de la courbe ;
- déterminer les températures de début et de fin de changement d’état ; - donner la composition des phases en
présence à une température T fixée ainsi que les quantités de matière ou les masses dans chaque phase.
Distillation fractionnée, distillation hétéroazéotropique : application à l'hydrodistillation et au Dean Stark.
Interpréter une distillation simple, une distillation fractionnée, une distillation hétéroazéotropique à l’aide des
diagrammes isobares d’équilibre liquide-vapeur.
Atomes, modélisation quantique
Fonctions d’onde de l’atome d’hydrogène et des ions hydrogénoïdes, représentation graphique
conventionnelle d’une orbitale atomique.
Interpréter 2 comme la densité de probabilité de présence d’un électron en un point et le relier à la
densité de charge
Orbitales des atomes polyélectroniques ; énergie associée à une orbitale, dégénérescence des niveaux
d’énergie.
Identifier la phase de la fonction d’onde. Dessiner l’allure des orbitales atomiques s, p et d.
Établir la configuration électronique d’un atome ou d’un ion dans son état fondamental.
Notion qualitative de charge effective (modèle de Slater et calculs de Z* hors programme). Établir la
configuration électronique d’un atome ou d’un ion dans son état fondamental.
Relier l’évolution du rayon associé à une orbitale atomique à la charge effective.
Relier l’évolution de l’énergie associée à une orbitale atomique à l’électronégativité.
Relier le rayon associé aux orbitales de valence d’un atome à sa polarisabilité.
Solutions aqueuses
Acides et bases : déf de Ka, quotient de réaction ; domaines de prédominance : choisir un critère adapté à la
situation étudiée, en déduire les frontières des domaines (pH = pK ou pH = pK2)
Retrouver les valeurs de constantes d’équilibre par lecture de courbes de distribution et de diagrammes de
prédominance (et réciproquement).
Déterminer la composition chimique du système dans l’état final, en distinguant les cas d’équilibre chimique et de
transformation totale, pour une transformation modélisée par une réaction chimique unique.
Utiliser les diagrammes de prédominance ou d’existence pour prévoir les espèces incompatibles ou la nature des
espèces majoritaires.
TP
Titrages pH-métriques acido-basiques : prévision de l'allure de la courbe, du nombre de sauts de pH et estimation
du domaine de pH de ce saut à l'aide des diagrammes de prédominance, définition, détermination et exploitation
de l'équivalence.