Début du cours partie Transformations de la matière
Chapitre 1 : Systèmes physico-chimiques
Système, phases, états physiques, espèces chimiques et entités chimiques, constituants physico-chimiques, exemples

Pression, température, masse volumique, volume molaire

Vidéo : mesures de la température d'ébullition de l'eau lors d'une montée à l'Everest.
Construction du diagramme de phases de l'eau à partir de données extraites de la vidéo

TP n°1 : Mise en solution de l'hydrogénocarbonate de sodium

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

Compléments sur le diagramme de phases de l'eau et d'autres corps purs : point triple, point critique, état supercritique (vidéo), variétés allotropiques
Changements d'état, pression de vapeur saturante, 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, pression partielle

TP n°1 : Mise en solution de l'hydrogénocarbonate de sodium

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

Correction de l'exercice 4 sur l'évaporation de l'eau dans une buanderie

Méthodologie de l'approche documentaire, correction de l'approche documentaire sur les fluides supercritiques

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

Transformations physiques, chimiques, nucléaires
Réaction et symbolisation par une équation

Interrogation écrite de 45 minutes sur le chapitre 1 (corps pur, diagramme de phases, changements d'état)

Conclusions du TP1
Présentation des résultats avec incertitude dans un tableau de valeurs, dans un graphe
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 d'acidité d'un indicateur coloré

Expérience de cours : sodium sur l'eau, recherche de l'équation de la réaction modélisant au mieux les transformations observées

Chapitre 2 : évolution et équilibre
Activité
Quotient réactionnel
Loi de l'équilibre chimique

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

Séance de TD consacrée aux transformations chimiques
Méthodes de détermination d'état final, à partir d'une expérience en vidéo (expérience du jet d'eau) ou de correction d'exercices
Equilibre et rupture d'équilibre
Réaction totale, quasi-totale, peu avancée...

Présentation des compétences attendues dans une résolution de problème

Conclusions du TP1
Présentation des résultats avec incertitude dans un tableau de valeurs, dans un graphe
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 d'acidité d'un indicateur coloré

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
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

Correction de l'exercice 1 sur la validation de la loi d'Arrhenius et la détermination de ses paramètres, utilisation du logiciel Regressi

Suite du cours de cinétique chimique
Détermination expérimentale des ordres : situation de dégénérescence de l'ordre ou de proportions stoechiométriques
Méthode différentielle (méthode des tangentes)

TP n°3 : Cinétique de la décoloration du bleu de bromophénol
Mise en oeuvre de la spectrophotométrie
Détermination d'un ordre par la méthode des tangentes et vérification par la méthode intégrale
Détermination de l'énergie d'activation

Suite et fin du chapitre 1 de cinétique chimique
Méthode des vitesses initiales
Méthode intégrale de vérification des ordres 0, 1 ou 2
Temps de demi-réaction

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

TP n°3 : Cinétique de la décoloration du bleu de bromophénol
Mise en oeuvre de la spectrophotométrie
Détermination d'un ordre par la méthode des tangentes et vérification par la méthode intégrale
Détermination de l'énergie d'activation

Chapitre 2 : dynamique microscopique
Profils énergétiques, notions et vocabulaire associé
Chocs réactifs ou non réactifs
Interprétation microscopique de l'effet de la température sur la vitesse
Actes élémentaires, intermédiaires réactionnels, mécanismes réactionnels

TP n°4 : Cinétique de l'hydrolyse du chlorure de tertiobutyle

Détermination expérimentale d'un ordre, d'une énergie d'activation, et du rôle du solvant sur la cinétique

Correction des exercices 7 (compléments de méthodologie pour les déterminations d'ordres) et 11 (actes élémentaires, complément sur la 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

TP n°4 : Cinétique de l'hydrolyse du chlorure de tertiobutyle

Détermination expérimentale d'un ordre, d'une énergie d'activation, et du rôle du solvant sur la cinétique

Chapitre 3, suite et fin
Etapes renversables d'un mécanisme : approximation de l'équilibre rapide

Réactions jumelles : contrôle cinétique et contrôle thermodynamique

Système de deux actes élémentaires successifs
Etape cinétiquement déterminante
AEQS

Application du cours sur les mécanismes réactionnels
Etablissement d'une loi de vitesse et comparaison avec la loi expérimentale
Interprétation du rôle d'un catalyseur

Début du cours partie Atomes et molécules
Chapitre 1 : Atomes et éléments
Bref historique, constitution d'un atome, isotopes, mole et masse molaire...

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.

Suite du chapitre 1 : Atomes et éléments
Spectroscopies et quantification de l'énergie
Nombres quantiques
Diagramme énergétique des OA dans un atome

TP n°5 : Classification périodique des éléments

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

Fin du chapitre 1
Configurations électroniques des atomes et des ions
Électrons de coeur et de valence

Chapitre 2 : La classification périodique
Conclusions sur le TP5
Structure du tableau périodique

Fin du TP n°5 : Classement des halogènes par pouvoir oxydant croissant

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

Fin du chapitre 2
Evolution du rayon atomique et de l'électronégativité, interprétation utilisant la notion de numéro atomique effectif

Chapitre 3 : Les molécules
Méthode de Lewis et mésomérie

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

Fin du TP n°5 : Classement des halogènes par pouvoir oxydant croissant

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

Suite du chapitre 3 sur les molécules

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

Géométrie moléculaire, théorie VSEPR

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

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

Expériences témoin de mise en solution de l'acide benzoïque dans l'eau (rôle de la température ou ajout d'une base)

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...

Suite et fin du chapitre 3 sur les molécules
Moment dipolaire

Chapitre 4 : Forces intermoléculaires
Forces de van der Waals et liaison hydrogène
Comparaison des températures de changement d'état des dihalogènes et interprétation

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

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

Expériences témoin de mise en solution de l'acide benzoïque dans l'eau (rôle de la température ou ajout d'une base)

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...

Correction de l'exercice 16.1 sur les forces intermoléculaires

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 : alcanes, alcènes, alcynes, aromatiques
Eléments de nomenclature
Principaux groupes fonctionnels

TP n°8 : Synthèse magnésienne du triphénylméthanol

Suite de l'introduction à la chimie organique
Hydrocarbures aromatiques
Eléments de nomenclature
Principaux groupes fonctionnels
Isomérie

Enjeux et stratégies de la chimie organique

Devoir Surveillé n°4 sur la partie Atomes et molécules

TP n°8 : Synthèse magnésienne du triphénylméthanol

Acido-basicité
Echelle de pKa et utilisation, diagramme de prédominance des couples A/B dans l'eau
Principaux couples acido/basiques inorganiques et organiques
(carbanions, alcools et phénols, amines, acides carboxyliques...)
Acides forts et bases fortes dans l'eau, exemples

TP n°9 : Purification par recristallisation et analyse du triphénylméthanol préparé au TP précédent, présentations orales des résultats

Spectroscopies : UV, IR et RMN (début, déplacement chimique)