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Le cahier de textes

de la PCSI 3


Semaine 1 Semaine 7 Semaine 13
Semaine 2 Semaine 8 Semaine 14
Semaine 3 Semaine 9 Semaine 15
Semaine 4 Semaine 10 Semaine 16
Semaine 5 Semaine 11 Semaine 17
Semaine 6 Semaine 12 Semaine 18

Semaine 1

Mardi 1er septembre

Début du cours partie Transformations de la matière
Chapitre 1 : Description des systèmes physico-chimiques
Transformations nucléaires, exemples
Transformations physico-chimiques. Expérience du sodium sur l'eau
Phase et état physique d'une phase
Loi des gaz parfaits

Mercredi 2 septembre

Espèces et entités chimiques, constituants physico-chimiques

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)

Jeudi 3 septembre

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

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 2

Mercredi 9 septembre (groupe 2)

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

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

Jeudi 10 septembre

Fin du chapitre 1, généralisations sur les diagrammes de phases

Chapitre 2 : évolution et équilibre

Réactions chimiques et symbolisation par une équation
Réactions simultanées, parallèles ou successives

Bilans de matière : avancement, avancement volumique

Vendredi 11 septembre

Méthodologie de l'approche documentaire

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

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 3

Mercredi 16 septembre (groupe 1)

Interrogation écrite

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

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

Jeudi 17 septembre

Bilans de matière, suite : 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 générale de détermination de l'état final

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 4

Mercredi 23 septembre (groupe 2)

Conclusions du TP1
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

Jeudi 24 septembre

Correction d'exercices de détermination d'état final, situations diverses selon la nature du réactif limitant et la valeur de la constante d'équilibre

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 5

Mercredi 30 septembre (groupe 1)

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

Jeudi 1er octobre

élection des délégués de classe

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

Samedi 3 octobre

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

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 6

Lundi 5 octobre

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

Mercredi 7 octobre (groupe 2)

Interrogation écrite

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

Jeudi 8 octobre

Détermination expérimentale des ordres : situation de dégénérescence de l'ordre ou de proportions stoechiométriques

Méthode différentielle : méthode des tangentes
Méthode des vitesses initiales, expérience de cours (horloge à iode)

Méthode intégrale de vérification des ordres

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 7

Mercredi 14 octobre (groupe 1)

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

Jeudi 15 octobre

Suite du chapitre 1 : méthode des temps de demi-réaction

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

Travail pour la rentrée :


Semaine 8

Lundi 2 novembre

Préparation de la séance de TP n°4

Fin du chapitre 2 :
Interprétation microscopique de l'effet de la température sur la vitesse
Intermédiaires réactionnels, actes élémentaires, mécanismes réactionnels
Molécularité d'un acte élémentaire

Mercredi 4 novembre (groupe 1 puis groupe 2)

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

Jeudi 5 novembre

Correction de l'exercice 12 sur les actes élémentaires
Notion de partenaire de choc dans la formation d'une liaison

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
Etapes renversables d'un mécanisme : approximation de l'équilibre rapide

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 9

Mercredi 11 novembre

férié

Jeudi 12 novembre

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

Samedi 14 novembre

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

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 10

Lundi 16 novembre (1 heure)

Cinétique, correction des exercices 13 et 14.I
Interprétation du rôle d'un catalyseur

Réactions parallèles non renversables, contrôle cinétique

Mercredi 18 novembre (groupe 2)

TP n°5 : Classification périodique des éléments

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

Jeudi 19 novembre

Réactions parallèles renversables
Contrôle cinétique vs contrôle thermodynamique

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

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 11

Mercredi 25 novembre (groupe 1)

TP n°5 : Classification périodique des éléments

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

Jeudi 26 novembre

Suite du chapitre 1 : Atomes et éléments
Constitution d'un atome, isotopes, radioactivité, mole et masse molaire...
Spectroscopie d'émission de l'hydrogène

Nombres quantiques (début)

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 12

Lundi 30 novembre

Nombres quantiques et OA
Diagramme énergétique des OA dans un atome
Configuration électronique d'un atome dans son état fondamental

Mercredi 2 décembre (groupe 1 puis groupe 2)

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
Mesure d'une constante de partage et d'un rendement d'extraction
Comparaison du rendement d'une extraction simple et d'une extraction double

Jeudi 3 décembre

Fin du chapitre 1, configuration électronique des ions monoatomiques

Chapitre 2 : La classification périodique
Compléments sur la réactivité des corps simples (réaction des métaux alcalins avec l'eau, pouvoir oxydant comparé des dihalogènes, expériences en photos ou vidéos)

Samedi 5 décembre

Devoir Surveillé n°3 sur la Cinétique chimique et le début de la partie Atomes et molécules

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 13

Mercredi 9 décembre (groupe 1)

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

Jeudi 10 décembre (4 heures)

Suite et fin du chapitre 2
Structure du tableau périodique

Evolution du rayon atomique et de l'électronégativité, interprétation utilisant la notion de numéro atomique effectif
Rayons ioniques

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

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 14

Mercredi 16 décembre (groupe 2)

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

Jeudi 17 décembre

cours avancé au 10 décembre pour cause de devoir de français

Travail pour la rentrée :


Semaine 15

Mercredi 6 janvier (groupe 1)

TP n°8 : Synthèse magnésienne du triphénylméthanol

Jeudi 7 janvier

Fin du chapitre 3
Méthode VSEPR
Moment dipolaire

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 16

Lundi 11 janvier

Correction de l'approche documentaire sur le stockage des effluents radioactifs à l'hôpital

Chapitre 4 : Forces intermoléculaires
Forces de van der Waals et liaison hydrogène
Applications, interprétation de différences de températures de changement d'état entre corps purs

Mercredi 13 janvier (groupe 2)

TP n°8 : Synthèse magnésienne du triphénylméthanol

Jeudi 14 janvier

Fin du chapitre sur les forces intermoléculaires
Présentation des caractéristiques des principaux solvants : polarité, permittivité relative, caractère protogène...

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

Samedi 16 janvier

Devoir Surveillé n°4 sur les parties Transformation de la matière, Cinétique chimique et Atomes et molécules

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 17

Mercredi 20 janvier

Suite de l'introduction à la chimie organique
Alcanes, alcènes et liaison pi, alcynes
Benzène et hydrocarbures aromatiques

Jeudi 21 janvier

Suite de l'introduction à la chimie organique
Principaux groupes fonctionnels
Isomérie

Enjeux de la chimie organique
Extraction ou synthèse, aspects économiques, chimie verte, rendement...
Présentation de la démarche rétrosynthétique

Vendredi 22 janvier

TIPE : réunion de présentation

Travail pour la semaine prochaine :


Semaine 18

début de la deuxième période, voir cahier de textes option PC ou option PSI


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