Début du cours partie Transformations de la matière
Chapitre 1 : Description des systèmes physico-chimiques
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, 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, exercices
Expérience de sublimation du diiode

Transformations physiques, chimiques ou nucléaires, exemples
Expérience du sodium sur l'eau

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

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

Chapitre 2 : évolution et équilibre

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

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

Activité d'un constituant physico-chimique

Devoir Surveillé d'une heure sur le chapitre 1

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

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

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
Exemples

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

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

Suite du chapitre 1 de cinétique

Loi d'Arrhenius, validation expérimentale et détermination de ses paramètres

Détermination expérimentale des ordres : situation de dégénérescence de l'ordre ou de proportions stoechiométriques
Méthodes différentielles : méthode des tangentes et méthode des vitesses initiales
Méthode intégrale de vérification des ordres 0, 1 ou 2

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

Suite et fin du chapitre 1 de cinétique chimique
Correction d'exercices
Compléments sur la méthode intégrale
Temps de demi-réaction
Méthode des vitesses initiales, expérience de cours : horloge à iode

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

Correction de l'approche documentaire sur les fluides supercritiques

Devoir Surveillé n°1 sur la partie Transformations de la matière et le début de la Cinétique chimique

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

Correction de l'exercice 9 sur les RCPA en série

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

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

Bilan sur les suivis cinétiques par spectrophotométrie

Fin du chapitre 2 :
Correction de l'exercice 11
Interprétation microscopique de l'effet de la température sur la vitesse
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 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 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

Séance de travaux dirigés consacrée à la résolution des mécanismes réactionnels

Présentation et utilisation de l'AEQS

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

Etablissement d'une loi de vitesse et comparaison avec la loi expérimentale
Interprétation du rôle d'un catalyseur
Réactions jumelles : contrôle cinétique et contrôle thermodynamique

Début du cours partie Atomes et molécules
Chapitre 1 : Atomes et éléments

Révisions et compléments sur la constitution d'un atome et la stabilité des nucléides

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.
Classement des halogènes par pouvoir oxydant croissant.

Suite du chapitre 1 :
Bref historique sur la découverte des éléments, l'atomisme et le tableau de Mendeleiev
Constitution d'un atome, isotopes, radioactivité, mole et masse molaire...
Correction de l'approche documentaire sur les radionucléides

TP n°5 : Classification périodique des éléments

Électronégativité. Corps simples, métaux et non métaux. Expériences de combustion.
Classement des halogènes par pouvoir oxydant croissant.

Suite du chapitre 1 : Atomes et éléments
Spectroscopies et quantification de l'énergie
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 colza

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

Fin du chapitre 1
Électrons de coeur et de valence
Configuration électronique des ions monoatomiques

Chapitre 2 : La classification périodique
Compléments sur la réactivité des corps simples (vidéos phosphore, potassium, fluor ; expérience de cours du magnésium dans l'acide chlorhydrique)
Structure du tableau périodique

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...

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

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