Début du cours partie Transformations de la matière
Chapitre 1 : Description des systèmes physico-chimiques
Transformation nucléaire, exemples
Transformation physico-chimique. Expérience du sodium sur l'eau
Système, espèces chimiques et entités chimiques, phases, constituants physico-chimiques, exemples

Pression, température, masse volumique, densité...

État physique d'une phase

Mélanges et grandeurs de composition : fraction molaire, fraction massique, pression partielle
Définition d'une solution, concentration C en un corps pur dissous vs concentration [X] d'un soluté

Étude du corps pur
Vidéo : mesures de la température d'ébullition de l'eau lors d'une montée à l'Everest
Construction du diagramme de phases (T,p) de l'eau à partir de données extraites de la vidéo
Point triple, point critique, état supercritique (vidéo)

Changements d'état du corps pur, pression de vapeur, paliers de température ou de pression, équilibre ou rupture d'équilibre lors d'un changement d'état

Cas de l'évaporation d'un corps condensé dans l'air, équilibre de saturation ou évaporation totale
Expérience de sublimation du diiode

TP n°1 : Étude de solutions d'hydrogénocarbonate de sodium

Réalisation de solutions, conductimétrie, mesures et évaluations d'incertitude

Interrogation écrite sur le chapitre 1

Correction de l'approche documentaire sur les fluides supercritiques et conclusions

Chapitre 2 : évolution et équilibre

Réactions chimiques et symbolisation par une équation

TP n°1 : Étude de solutions d'hydrogénocarbonate de sodium

Réalisation de solutions, conductimétrie, mesures et évaluations d'incertitude

Réactions simultanées, parallèles ou successives

Bilans de matière : avancement, avancement volumique, réactif limitant, proportions stoechiométriques

Activité d'un constituant physico-chimique
Quotient réactionnel
Loi de l'équilibre chimique (de Guldberg et Waage)

Critère d'évolution d'un système
Transformation totale (rupture d'équilibre) ou conduisant à un équilibre chimique
Méthode de détermination de l'état final

Conclusions du TP1
Utilisation du logiciel Regressi
Régression linéaire, utilisation pour valider une loi affine (loi de Kohlrausch)
Conclusions sur la dissolution d'un corps condensé : dissolution totale (rupture d'équilibre) ou solution saturée (équilibre chimique), solubilité, détermination de la constante d'équilibre de la réaction de dissolution

TP n°2 : Mesure de la constante de formation d'un complexe par spectrophotométrie

Correction d'exercices de détermination d'état final, compléments de méthode

Début du cours partie Cinétique chimique
Chapitre 1 : Facteurs cinétiques
Suivi expérimental d'une transformation
Vitesse de formation d'un produit et de disparition d'un réactif

Conclusions du TP1
Utilisation du logiciel Regressi
Régression linéaire, utilisation pour valider une loi affine (loi de Kohlrausch)
Conclusions sur la dissolution d'un corps condensé : dissolution totale (rupture d'équilibre) ou solution saturée (équilibre chimique), solubilité, détermination de la constante d'équilibre de la réaction de dissolution

TP n°2 : Mesure de la constante de formation d'un complexe par spectrophotométrie

TD / exercice de détermination d'état final

Suite du chapitre 1 de cinétique
Définition de la vitesse d'une réaction
Facteurs cinétiques
Réactions avec ordre ou sans ordre
Loi d'Arrhenius, validation expérimentale et détermination de ses paramètres

Devoir Surveillé n°1 sur la partie Transformations de la matière

TP n°3 : Cinétique d'une saponification
Mise en oeuvre d'un suivi cinétique par conductimétrie
Vérification d'un ordre et de la loi d'Arrhenius

Correction de l'exercice 1 sur la loi d'Arrhenius

Détermination expérimentale des ordres : situation de dégénérescence de l'ordre ou de proportions stoechiométriques
Méthode différentielle : méthode des tangentes
Méthode intégrale de vérification des ordres 0, 1 ou 2

Séance de travaux dirigés consacrée à l'étude expérimentale des ordres
Vérification des exercices 2 et 3
Méthode des vitesses initiales, expérience (horloge à iode) et exercice 4
Méthode des temps de demi-réaction

TP n°3 : Cinétique d'une saponification
Mise en oeuvre d'un suivi cinétique par conductimétrie
Vérification d'un ordre et de la loi d'Arrhenius

Chapitre 2 : dynamique microscopique
Courbe de Morse d'une molécule de dihydrogène
Surface d'énergie potentielle lors du choc colinéaire H+H₂
Profil énergétique, notions associées
Chocs réactifs ou non réactifs
Interprétation microscopique de l'effet de la température sur la vitesse

Introduction à la cinétique en réacteur ouvert
Présentation du réacteur RCPA et utilisation pour mesurer une vitesse de réaction en régime permanent

Fin du chapitre 2 :
Correction de l'exercice 11
Intermédiaires réactionnels, actes élémentaires, mécanismes réactionnels
Molécularité d'un acte élémentaire
Notion de partenaire de choc dans la formation d'une liaison

TP n°4 : Cinétique de décoloration de l'érythrosine par l'eau de Javel

TP d'investigation pour la détermination d'une loi de vitesse en concentrations

Correction de l'exercice 12 sur les actes élémentaires

Chapitre 3 : réactions composées
Principe de la composition des vitesses
Loi de Van't Hoff pour un acte élémentaire

Système de deux actes élémentaires renversables, résolution avec le logiciel ChimGene, évolution du système aux temps longs

TP n°4 : Cinétique de décoloration de l'érythrosine par l'eau de Javel

TP d'investigation pour la détermination d'une loi de vitesse en concentrations

Chapitre 3, suite
Système de deux actes élémentaires successifs, résolution avec le logiciel ChimGene
Etape cinétiquement déterminante
AEQS, énoncé et application
Etablissement d'une loi de vitesse à partir d'un mécanisme et comparaison avec la loi expérimentale

Devoir Surveillé n°2 sur les parties Transformations de la matière et Cinétique chimique

TP n°5 : Classification périodique des éléments

Électronégativité. Corps simples, métaux et non métaux. Expériences de combustion...

Cinétique, correction de l'exercice 13
Interprétation du rôle d'un catalyseur

Début du cours partie Atomes et molécules
Chapitre 1 : Atomes et éléments
Bref historique sur la découverte des éléments, l'atomisme et le tableau de Mendeleiev
Constitution d'un atome, isotopes, radioactivité, mole et masse molaire...
Spectroscopie d'émission de l'hydrogène

TP n°5 : Classification périodique des éléments

Électronégativité. Corps simples, métaux et non métaux. Expériences de combustion...

Suite du chapitre 1 : Atomes et éléments
Nombres quantiques
Diagramme énergétique des OA dans un atome
Configuration électronique d'un atome dans son état fondamental

TP n°6 : Extraction de l'acide benzoïque dissous dans l'eau par l'huile de tournesol

Principe et réalisation d'une extraction liquide/liquide
Définition et mesure d'une constante de partage et d'un rendement d'extraction
Comparaison du rendement d'une extraction simple et d'une extraction double

Chapitre 2 : La classification périodique
Compléments sur la réactivité des corps simples (pouvoir oxydant comparé des dihalogènes, expérience)
Structure du tableau périodique

Devoir Surveillé n°3 sur la Cinétique chimique et les chapitres Atomes et éléments et Classification périodique des éléments

TP n°7 : extraction acido-basique, séparation de l'acide benzoïque et du 2-naphtol

Expérience témoin de dissolution de l'acide benzoïque dans l'eau par ajout de soude, et de reprécipitation par ajout d'acide chlorhydrique
Rappels sur le pKa d'un couple acido-basique et sur l'utilisation d'une échelle de pKa
Principe et réalisation de l'extraction acido-basique

Techniques de base du laboratoire : filtration, lavage, séchage, évaporation d'un solvant, mesure d'une température de fusion au banc Kofler, recristallisation

Fin du chapitre 2
Comparaison expérimentale du pouvoir oxydant des halogènes (fin, vidéo sur le fluor)
Evolution du rayon atomique et de l'électronégativité, interprétation utilisant la notion de numéro atomique effectif

TP n°7 : extraction acido-basique, séparation de l'acide benzoïque et du 2-naphtol

Expérience témoin de dissolution de l'acide benzoïque dans l'eau par ajout de soude, et de reprécipitation par ajout d'acide chlorhydrique
Rappels sur le pKa d'un couple acido-basique et sur l'utilisation d'une échelle de pKa
Principe et réalisation de l'extraction acido-basique

Techniques de base du laboratoire : filtration, lavage, séchage, évaporation d'un solvant, mesure d'une température de fusion au banc Kofler, recristallisation

Chapitre 3 : Les molécules
Méthode de Lewis

Mésomérie

Extensions à la règle de l'octet : composés lacunaires et hypervalents
Recherche des meilleures formules mésomères pour décrire une molécule

Géométrie moléculaire, théorie VSEPR

Moment dipolaire

TP n°8 : Synthèse magnésienne de l'acide benzoïque

Chapitre 4 : Forces intermoléculaires
Forces de van der Waals et liaison hydrogène
Applications

Présentation des caractéristiques des principaux solvants : polarité, permittivité relative, caractère protogène...

TP n°8 : Synthèse magnésienne de l'acide benzoïque

Fin du cours sur les solvants
Compléments, catalyseur de transfert de phase

Début du cours partie Chimie organique
Chapitre 1 : Introduction à la chimie organique
Généralités sur l'origine du carbone, les molécules organiques...
La représentation topologique
Présentation des hydrocarbures (début) : alcanes

Devoir Surveillé n°4 sur la partie Atomes et molécules et les mécanismes réactionnels

Suite de l'introduction à la chimie organique
Alcanes (suite), alcènes et liaison pi
Benzène et hydrocarbures aromatiques
Principaux groupes fonctionnels
Isomérie

Enjeux de la chimie organique
Extraction ou synthèse, aspects économiques, chimie verte, rendement...
Contrôle cinétique et thermodynamique