florence porteu-de buchÈre Épreuve … · Épreuve orale de chimie florence porteu-de buchÈre...

ÉPREUVE ORALE

DE CHIMIE

FLORENCE PORTEU-DE BUCHÈRE

CAPES/AGRÉGATION PHYSIQUE/CHIMIE

4e ÉDITION

© Dunod, Paris 2017 11 Rue Paul Bert, 92240 Malakoff

ISBN 978-2-10-075961-3©

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Table des matières

CHAPITRE 1 L’ÉPREUVE EXPÉRIMENTALE DE « MISE EN SITUATION PROFESSIONNELLE » 1

1.1 Présentation 112

1.2 Construire une séquence 6688

10

1.3 Se préparer avant le jour de l’oral 10111112

1.4 Passer l’épreuve 15151618

CHAPITRE 2 CINÉTIQUE ET CATALYSE 21

2.1 Concepts théoriques 212124252629

2.2 Description et interprétation de quelques expériences 31

31

32

34

© Dunod, Paris 2017 11 Rue Paul Bert, 92240 Malakoff

ISBN 978-2-10-075961-3

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Table des matières

CHAPITRE 1 L’ÉPREUVE EXPÉRIMENTALE DE « MISE EN SITUATION PROFESSIONNELLE » 1

1.1 Présentation 112

1.2 Construire une séquence 6688

10



CHAPITRE 2 CINÉTIQUE ET CATALYSE 21



31

32

34

IV L’épreuve orale de chimie

35

39

4348

2.3 Questions autour des expériences 49

2.4 Réponses aux questions 51

CHAPITRE 3 ASPECTS THERMODYNAMIQUES DE LA TRANSFORMATION CHIMIQUE 57



70

73

7576

79

82

87

90



CHAPITRE 4 101


Table des matières V

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122

126

129

132135

138

141

144



CHAPITRE 5 OXYDORÉDUCTION 155



188

193194196



CHAPITRE 6 DOSAGE D’UNE ESPÈCE CHIMIQUE 207


IV L’épreuve orale de chimie

35

39

4348



CHAPITRE 3 ASPECTS THERMODYNAMIQUES DE LA TRANSFORMATION CHIMIQUE 57



70

73

7576

79

82

87

90



CHAPITRE 4 101


Table des matières V©

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141

144



CHAPITRE 5 OXYDORÉDUCTION 155



188

193194196



CHAPITRE 6 DOSAGE D’UNE ESPÈCE CHIMIQUE 207


VI L’épreuve orale de chimie

210213


218

221

226

230

235238242

244248



CHAPITRE 7 CHIMIE ET SYNTHÈSE INORGANIQUE 257

7.1 CONCEPTS THÉORIQUES 257257261


282285

289

291



CHAPITRE 8 CHIMIE ET SYNTHÈSE ORGANIQUE 303


Table des matières VII

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306307


309314

317321325329

332



CHAPITRE 9 L’ÉPREUVE « D’ANALYSE D’UNE SITUATION PROFESSIONNELLE » 339

9.1 Présentation générale de l’épreuve 339339340340340341

9.2 Aspect professionnel 343343345349349

9.3 Présentation de quelques sujets types 350

CHAPITRE 10 FICHES PRATIQUES 367

1. Les solutions tampons 368

2. Les indicateurs colorés 371

3. Tracé et utilisation des diagrammes potentiel-pH 376

4. Électrodes et capteurs électrochimiques 384

5. Les courbes intensité-potentiel 391

6. Conductivité des solutions ioniques et conductrimétrie 401

7. Spectrophotométrie UV-visible et espèces colorées 408

8. Quelques méthodes de séparation et de purification 416

VI L’épreuve orale de chimie

210213


218

221

226

230

235238242

244248



CHAPITRE 7 CHIMIE ET SYNTHÈSE INORGANIQUE 257



282285

289

291



CHAPITRE 8 CHIMIE ET SYNTHÈSE ORGANIQUE 303


Table des matières VII©

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CHAPITRE 9 L’ÉPREUVE « D’ANALYSE D’UNE SITUATION PROFESSIONNELLE » 339

9.1 Présentation générale de l’épreuve 339339340340340341

9.2 Aspect professionnel 343343345349349

9.3 Présentation de quelques sujets types 350

CHAPITRE 10 FICHES PRATIQUES 367

1. Les solutions tampons 368

2. Les indicateurs colorés 371

3. Tracé et utilisation des diagrammes potentiel-pH 376

4. Électrodes et capteurs électrochimiques 384

5. Les courbes intensité-potentiel 391

6. Conductivité des solutions ioniques et conductrimétrie 401

7. Spectrophotométrie UV-visible et espèces colorées 408

8. Quelques méthodes de séparation et de purification 416

VIII L’épreuve orale de chimie

9. Quelques méthodes d’identification en chimie 424

10. La théorie du champ cristallin 438

11. Corrosion et protection contre la corrosion 441

447

448

INDEX 449

Chapitre 1

L’épreuve expérimentale de « mise en situation

professionnelle »

1. Présentation ........................................................................................... 1

2. Construire une séquence ....................................................................... 6

3. Se préparer avant le jour de l’oral ........................................................ 10

4. Passer l’épreuve ..................................................................................... 15

1.1 PRÉSENTATION

1.1.1 Place des épreuves d’admission au concours

mise en situation professionnelle MSP

analyse d’une situation professionnelle ASP

2 1 L’épreuve expérimentalede « mise en situation professionnelle »

1.1.2 L’épreuve orale 1 ou MSP : présentation et déroulement

épreuve expéri-mentale séquence d’enseignement

a) Définition réglementaire de l’épreuve orale 1 (MSP)

Le candidat élabore une séquence pédagogique à caractère expérimental sur un sujet proposé par le jury.

1.1 Présentation 3

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Il met en œuvre des expériences de manière authentique, dans le respect des condi-tions de sécurité, et en effectue une exploitation pédagogique pour les classes de collège et de lycée. Une au moins de ces expériences doit être quantitative et une au moins doit utiliser les technologies de l’information et de la communication. L’en-

b) Durée

c) Liste de sujets possibles

Liste des sujets 2016

SujetNiveau

d’enseignementThème

Travail à effectuer -Élaborer une séquence pédagogique sur la partie du programme (sauf *) :

1 Quatrième De l’air qui nous entoure à la molécule

De l’air qui nous entoure à la molécule

2 Troisième La chimie, science de transformation de la matière

La conduction électrique


Synthèse d’espèces chimiques

4 Seconde Santé Les médicaments

5 Seconde La pratique du sport Les matériaux et les molécules dans le sport

6 Seconde La pratique du sport Les besoins et les réponses de l’organisme lors d’une pratique sportive

7 Première S Observer Molécules organiques colorées, indicateurs colorés, liaison covalente, isomérie Z/E

8 Première S Observer Colorants et pigments, réaction chimique et dosage par étalonnage


1.1.2 L’épreuve orale 1 ou MSP : présentation et déroulement

épreuve expéri-mentale séquence d’enseignement

a) Définition réglementaire de l’épreuve orale 1 (MSP)

Le candidat élabore une séquence pédagogique à caractère expérimental sur un sujet proposé par le jury.

1.1 Présentation 3©

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Il met en œuvre des expériences de manière authentique, dans le respect des condi-tions de sécurité, et en effectue une exploitation pédagogique pour les classes de collège et de lycée. Une au moins de ces expériences doit être quantitative et une au moins doit utiliser les technologies de l’information et de la communication. L’en-

b) Durée

c) Liste de sujets possibles

Liste des sujets 2016

SujetNiveau



1 Quatrième De l’air qui nous entoure à la molécule

De l’air qui nous entoure à la molécule


La conduction électrique


Synthèse d’espèces chimiques

4 Seconde Santé Les médicaments

5 Seconde La pratique du sport Les matériaux et les molécules dans le sport

6 Seconde La pratique du sport Les besoins et les réponses de l’organisme lors d’une pratique sportive

7 Première S Observer Molécules organiques colorées, indicateurs colorés, liaison covalente, isomérie Z/E

8 Première S Observer Colorants et pigments, réaction chimique et dosage par étalonnage


SujetNiveau



9 Première S Agir Convertir l’énergie et économiser les ressources : piles, accumulateurs et oxydoréduction

10 Première S Agir Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux

11 Terminale S Agir Contrôle de la qualité par dosage : dosage par titrage direct

12 Terminale S Comprendre Réaction chimique par échange de proton

13 Terminale S Comprendre Temps et évolution chimique : cinétique et catalyse

14 Terminale S Agir Stratégie de la synthèse organique

15 Terminale S Agir Contrôle de la qualité par dosage : dosage par étalonnage

16 Terminale S Agir Sélectivité en chimie organique

17 Terminale S - Spécialité

L’eau Eau et énergie


L’eau Eau et environnement


Matériaux Cycle de vie

20 Première STL-SPCL

Chimie et développement durable

Analyse physico-chimique -Validité et limites des tests et des mesures effectués en chimie



Synthèses chimiques : améliorations des cinétiques de synthèse



Synthèses chimiques : séparation et purification

23 Première STL - SPCL


Synthèses chimiques : synthèses organiques

24 Première STi2D Santé Antiseptiques et désinfectants – Réactions d’oxydoréduction et transferts d’électrons – Concentrations massique et molaire

25 Terminale STL-SPCL


Des synthèses inorganiques



Dosage par titrage



Séparation et purification

1.1 Présentation 5

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SujetNiveau





Des synthèses avec de meilleurs rendements



Capteurs électrochimiques



Dosage par étalonnage



Des synthèses forcées

32 Terminale STi2D Transport Transformation chimique et transfert d’énergie sous forme électrique. Piles, accumulateurs, piles à combustible

33 Terminale S Agir *Élaborer une séquence pédagogique sur chimie et énergie en s’appuyant sur l’évolution des acquis du collège à la classe de terminale S

34 Terminale S Agir *Élaborer une séquence pédagogique sur la synthèse en chimie organique en s’appuyant sur l’évolution des acquis du collège à la classe de terminale S

35 Terminale ST2S Pôle «Chimie et santé» Des molécules de la santé

36 Terminale ST2S Pôle «Chimie et santé» Solutions aqueuses d’antiseptiques

d) Décryptage de l’épreuve

La séquence pédagogique

séquence pédagogique

programme

trame

développées présentées

expériences de cours expériences réalisées par les élèves


SujetNiveau



9 Première S Agir Convertir l’énergie et économiser les ressources : piles, accumulateurs et oxydoréduction

10 Première S Agir Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux

11 Terminale S Agir Contrôle de la qualité par dosage : dosage par titrage direct

12 Terminale S Comprendre Réaction chimique par échange de proton

13 Terminale S Comprendre Temps et évolution chimique : cinétique et catalyse

14 Terminale S Agir Stratégie de la synthèse organique

15 Terminale S Agir Contrôle de la qualité par dosage : dosage par étalonnage

16 Terminale S Agir Sélectivité en chimie organique


L’eau Eau et énergie


L’eau Eau et environnement


Matériaux Cycle de vie



Analyse physico-chimique -Validité et limites des tests et des mesures effectués en chimie



Synthèses chimiques : améliorations des cinétiques de synthèse



Synthèses chimiques : séparation et purification

23 Première STL - SPCL


Synthèses chimiques : synthèses organiques

24 Première STi2D Santé Antiseptiques et désinfectants – Réactions d’oxydoréduction et transferts d’électrons – Concentrations massique et molaire



Des synthèses inorganiques



Dosage par titrage



Séparation et purification

1.1 Présentation 5©

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SujetNiveau





Des synthèses avec de meilleurs rendements



Capteurs électrochimiques



Dosage par étalonnage



Des synthèses forcées

32 Terminale STi2D Transport Transformation chimique et transfert d’énergie sous forme électrique. Piles, accumulateurs, piles à combustible

33 Terminale S Agir *Élaborer une séquence pédagogique sur chimie et énergie en s’appuyant sur l’évolution des acquis du collège à la classe de terminale S

34 Terminale S Agir *Élaborer une séquence pédagogique sur la synthèse en chimie organique en s’appuyant sur l’évolution des acquis du collège à la classe de terminale S

35 Terminale ST2S Pôle «Chimie et santé» Des molécules de la santé

36 Terminale ST2S Pôle «Chimie et santé» Solutions aqueuses d’antiseptiques

d) Décryptage de l’épreuve

La séquence pédagogique

séquence pédagogique

programme

trame

développées présentées

expériences de cours expériences réalisées par les élèves


Les expériences

authentiques

quantitative

TIC Technologies pour l’Infor-mation et la Communication

1.2 CONSTRUIRE UNE SÉQUENCE

1.2.1 Lecture du sujet et du programme

in-dispensable

1.2 construire une séquence 7

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Notions et contenu Compétences attendues

Contrôle de la qualité par dosageDosages par étalonnage :– spectrophotométrie ; loi de Beer-Lambert ;– conductimétrie ; explication qualitative de la loi de Kohlrausch, par analogie avec la loi de Beer-Lambert.

Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce à l’aide de courbes d’étalonnage en utilisant la spectrophotométrie et la conductimétrie, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité.

spiralaire


Les expériences

authentiques

quantitative

TIC Technologies pour l’Infor-mation et la Communication

1.2 CONSTRUIRE UNE SÉQUENCE

1.2.1 Lecture du sujet et du programme

in-dispensable

1.2 construire une séquence 7©

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Notions et contenu Compétences attendues

Contrôle de la qualité par dosageDosages par étalonnage :– spectrophotométrie ; loi de Beer-Lambert ;– conductimétrie ; explication qualitative de la loi de Kohlrausch, par analogie avec la loi de Beer-Lambert.

Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce à l’aide de courbes d’étalonnage en utilisant la spectrophotométrie et la conductimétrie, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité.

spiralaire


1.2.2 Plan de la séquence

activités expérimentales

activités documentaires

cours TP-cours, cours et exercices

évaluation évaluation des compé-tences expérimentales diagnostique sommative formative

plusieurs

1.2.3 Pratique d’une démarche expérimentale et compétences

conduit l’élève à analyser la situation-problème qui lui est proposée, à s’appro-

comportant des expériences, puis à le réaliser. L’activité expérimentale l’amène à confronter ses représentations avec la réalité, à porter un jugement critique sur la pertinence des résultats obtenus et des hypothèses faites dans la perspective de les valider. Pour cela il doit faire les schématisations et les observations, réaliser et

1.2 construire une séquence 9

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analyser les mesures, en estimer la précision et écrire les résultats de façon adaptée.L’activité expérimentale offre un cadre privilégié pour susciter la curiosité de l’élève, pour le rendre autonome et apte à prendre des initiatives et pour l’habituer à communiquer en utilisant des langages et des outils pertinents.

Physique-chimie TS enseigne-

Travail à réaliser


1.2.2 Plan de la séquence

activités expérimentales

activités documentaires

cours TP-cours, cours et exercices

évaluation évaluation des compé-tences expérimentales diagnostique sommative formative

plusieurs

1.2.3 Pratique d’une démarche expérimentale et compétences

conduit l’élève à analyser la situation-problème qui lui est proposée, à s’appro-

comportant des expériences, puis à le réaliser. L’activité expérimentale l’amène à confronter ses représentations avec la réalité, à porter un jugement critique sur la pertinence des résultats obtenus et des hypothèses faites dans la perspective de les valider. Pour cela il doit faire les schématisations et les observations, réaliser et

1.2 construire une séquence 9©

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analyser les mesures, en estimer la précision et écrire les résultats de façon adaptée.L’activité expérimentale offre un cadre privilégié pour susciter la curiosité de l’élève, pour le rendre autonome et apte à prendre des initiatives et pour l’habituer à communiquer en utilisant des langages et des outils pertinents.

Physique-chimie TS enseigne-

Travail à réaliser


1.2.4 Autres activités expérimentales et expériences

1.3 SE PRÉPARER AVANT LE JOUR DE L’ORAL

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rapport du jury

1.3.1 Construire son plan et choisir ses expériences

La bibliothèque à disposition est riche en ouvrages de l’enseignement supérieur qui peuvent constituer d’autres ressources utiles, voire es-sentielles, pour la conception d’expériences

1.3.2 S’entraîner à manipuler

-


1.3.3 Connaître et appliquer les règles de sécurité

a) Consignes relatives à l’utilisation des produits chimiques

la

mentions de danger

b) Composés CMR

composés CMR Cancérogènes, Mutagènes, Reprotoxiques catégorie 1

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c) Étiquetage et manipulation des solutions aqueuses

générales

Solution Limites de concentration Étiquetage (voir le tableau des pictogrammes)

NaOHc 0,36 mol.L–1 (2 %)0,09 c < 0,36 mol.L–1

c < 0,09 mol.L–1

CorrosifIrritantPas de pictogramme

NH3

c 0,56 mol.L–1

0,06 c < 0,56 mol.L–1

c < 0,06 mol.L–1

Corrosif et dangereux pour l’environnement (et à manipuler sous hotte si c 3 mol.L–1)Dangereux pour l’environnementPas de pictogramme

HClc 7,7 mol.L–1 (25 %)2,9 c < 7,7 mol.L–1

c < 2,9 mol.L–1


H2SO4

c 1,7 mol.L–1 (15 %)0,5 c < 1,7 mol.L–1

c < 0,5 mol.L–1




HNO3

c 14 mol.L–1 (65 %)0,8 c < 14 mol.L–1

c < 0,8 mol.L–1

Corrosif et comburantCorrosifPas de pictogramme

CH3COOHc 16 mol.L–1 (90 %)4,3 c < 16 mol.L–1

1,7 c < 4,3 mol.L–1

c < 1,7 mol.L–1

Corrosif et inflammableCorrosifIrritantPas de pictogramme

d) Autres conseils de manipulation des produits et solutions

ou de poussières

e) Autres consignes générales de sécurité en chimie

tous les montages devront être parfaitement stables

éviter de souiller les solutions


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Ne pas utiliser

f) Conclusion, avant de démarrer une expérience

1.4 PASSER L’ÉPREUVE

1.4.1 Les deux heures de préparation qui précèdent l’exposé

a) Organisation matérielle

b) La préparation des expériences

toutes



HNO3

c 14 mol.L–1 (65 %)0,8 c < 14 mol.L–1

c < 0,8 mol.L–1

Corrosif et comburantCorrosifPas de pictogramme

CH3COOHc 16 mol.L–1 (90 %)4,3 c < 16 mol.L–1

1,7 c < 4,3 mol.L–1

c < 1,7 mol.L–1

Corrosif et inflammableCorrosifIrritantPas de pictogramme

d) Autres conseils de manipulation des produits et solutions

ou de poussières

e) Autres consignes générales de sécurité en chimie

tous les montages devront être parfaitement stables

éviter de souiller les solutions

1.4 Passer l’épreuve 15©

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Ne pas utiliser

f) Conclusion, avant de démarrer une expérience

1.4 PASSER L’ÉPREUVE

1.4.1 Les deux heures de préparation qui précèdent l’exposé

a) Organisation matérielle

b) La préparation des expériences

toutes


1.4.2 La présentation devant le jury

en manipulant

a) L’introduction

b) La présentation des expériences


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vi-déoprojecteur caméra

c) Reprendre quelques points

d) L’exploitation

e) La gestion du temps


1.4.2 La présentation devant le jury

en manipulant

a) L’introduction

b) La présentation des expériences


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vi-déoprojecteur caméra

c) Reprendre quelques points

d) L’exploitation

e) La gestion du temps


f) Que faire si une expérience ne marche pas ?

1.4.3 L’entretien


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f) Que faire si une expérience ne marche pas ?

1.4.3 L’entretien


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Chapitre 2

Cinétique et catalyse

1. Concepts théoriques .............................................................................. 21

2. Description et interprétation de quelques expériences ................. 31

3. Questions autour des expériences ................................................... 49

4. Réponses aux questions ................................................................... 51

Lien avec le secondaire (d’après les programmes en vigueur en 2016-2017)

suivi temporel d’une réaction, facteurs cinétiques,temps de demi-réaction, énergie d’activation, catalyse y sont abordés.

2.1 CONCEPTS THÉORIQUES

2.1.1 La vitesse de réaction et sa mesure

instantanéeslentes

-ment lentes

22 2 Cinétique et catalyse

a) Expressions de la vitesse

t

t t

vitesse vitesse volumique

La vitesse d’apparition du produit P vp

dnp

dt-------- 0³= vp

dnp

dt-------- 1

V----× d[P]

dt----------= =

La vitesse de disparition du réactif R vR

dnR

dt--------– 0³= vR

dnR

dt--------– 1

V----× d[R]

dt-----------–= =

La vitesse de la réaction ou vitesse absolue

v dxdt------=

v 1nR

--------dnR

dt--------– 1

nP

-------dnp

dt--------= =

v 1V----dx

dt------=

v 1nR

-------- d[R]dt

-----------×– 1nP

------- d[P]dt

----------×= =

Unités en mol s–1 mol L–1s–1

2I– S2O82–+ I2(aq) +® SO4

2–

v d I–[ ]2dt

------------–d S2O8

2–[ ]dt

-----------------------–d I2[ ]

dt------------+ +

d SO42–[ ]

2dt--------------------= = = =

vI–d I–[ ]

dt------------–=

b) Détermination expérimentale de la vitesse©

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vitesses volumiques instantanées t disparition d’un réactif

apparition d’un produit

vRd R[ ]

dt------------è øæ ö

t–= d P[ ]

dt-----------è øæ ö

t+

pente de la tangentet t au temps considéré

t

[ ]

(mo

l/L)

[I 2 ]

[I– ]

[I–]0

t1

–a

+ b

t

vI–( )t1

d I–[ ]dt

------------è øæ ö

t1– a– a= = =

vI2( )t1

d I2[ ]dt

------------è øæ ö

t1– b= =

vt1

12--- d I–[ ]

dt------------è øæ ö

t1–

d I2[ ]dt

------------è øæ ö

t1

a2----- b= = = =

On peut également calculer la vitesse volumique moyenne de disparition d’un réactif

ntre deux dates t et t selon : vR,moyD[R]Dt

------------–R[ ]t1

R[ ]t2–

t2 t1–------------------------------= = .


a) Expressions de la vitesse

t

t t

vitesse vitesse volumique

La vitesse d’apparition du produit P vp

dnp

dt-------- 0³= vp

dnp

dt-------- 1

V----× d[P]

dt----------= =

La vitesse de disparition du réactif R vR

dnR

dt--------– 0³= vR

dnR

dt--------– 1

V----× d[R]

dt-----------–= =

La vitesse de la réaction ou vitesse absolue

v dxdt------=

v 1nR

--------dnR

dt--------– 1

nP

-------dnp

dt--------= =

v 1V----dx

dt------=

v 1nR

-------- d[R]dt

-----------×– 1nP

------- d[P]dt

----------×= =

Unités en mol s–1 mol L–1s–1

2I– S2O82–+ I2(aq) +® SO4

2–

v d I–[ ]2dt

------------–d S2O8

2–[ ]dt

-----------------------–d I2[ ]

dt------------+ +

d SO42–[ ]

2dt--------------------= = = =

vI–d I–[ ]

dt------------–=

b) Détermination expérimentale de la vitesse

© D

unod

– T

oute

rep

rod

ucti

on n

on a

utor

isée

est

un

dél

it.


vitesses volumiques instantanées t disparition d’un réactif

apparition d’un produit

vRd R[ ]

dt------------è øæ ö

t–= d P[ ]

dt-----------è øæ ö

t+

pente de la tangentet t au temps considéré

t

[ ]

(mo

l/L)

[I 2 ]

[I– ]

[I–]0

t1

–a

+ b

t

vI–( )t1

d I–[ ]dt

------------è øæ ö

t1– a– a= = =

vI2( )t1

d I2[ ]dt

------------è øæ ö

t1– b= =

vt1

12--- d I–[ ]

dt------------è øæ ö

t1–

d I2[ ]dt

------------è øæ ö

t1

a2----- b= = = =

On peut également calculer la vitesse volumique moyenne de disparition d’un réactif

ntre deux dates t et t selon : vR,moyD[R]Dt

------------–R[ ]t1

R[ ]t2–

t2 t1–------------------------------= = .


2.1.2 Facteurs cinétiques

facteurs cinétiques

a) La concentration en réactifs

loi de vitesse

Ordre d’une réaction

simples

ordres partiels

constante de vitesse

ordre global est : α αii

∑=

b) La température

relation expérimentale d’Arrhenius

a-ERTk Ae=

l’énergie d’activation

aE1 1ln k f ln AR TT

= = −)

)

aER

−

c) Autres facteurs cinétiques

© D

unod

– T

oute

rep

rod

ucti

on n

on a

utor

isée

est

un

dél

it.


2.1.3 Détermination expérimentale de la loi de vitesse

a) La dégénérescence d’ordre

.dégénère l’ordre en utilisant un grand

excès de t t

t

t

v k R1[ ]ta1 R2[ ]0

a2 k¢ R1[ ]ta1»= 2

2 0k k[ ] tRconstante de vitesse apparente et pseudo-ordre global.

Remarque : la dégénérescence d’ordre est couramment utilisée expérimentalement. Il convient de faire remarquer que si l’approximation [Ri]t [Ri]t=0 est valable en début d’expérience, elle ne l’est plus au bout d’un moment, ce qui peut justifier des écarts à la linéarité dans les méthodes de détermination de l’ordre détaillées ci-dessous.

b) La méthode d’intégration

R

1 d[R]v .dv t

= -

Rd[R] −k d[R]

v t=

Cette équation est ensuite intégrée entre le temps t = 0 et le temps t, pour différentes valeurs supposées de , ce qui conduit aux résultats suivants :

t t) = droite de pente

t t) = droite de pente

R0

1 1 k[R] [R]

v t= + 1 f ( )[R]

t=

c) La méthode des temps de demi-réaction

temps de demi-réaction

x


x

Ordre

t1/20

1/2R

[R]2 k

tv 1/2

R

ln 2k

tv 1/2

R 0

1k[R]

tv

t

d) La méthode des vitesses initiales

t = 0 : 0v k[R]0 = 0

2.1.4 Aspects énergétiques et microscopiques

a) Bilan global et mécanisme réactionnel

mécanisme réactionnel,

intermédiaires réactionnels

b) Réactions élémentaires

règle de Van’t Hoff).

© D

unod

– T

oute

rep

rod

ucti

on n

on a

utor

isée

est

un

dél

it.


c) La théorie des collisions efficaces

-

eEa–

RT---------

d) Théorie du complexe activé

Profil réactionnel d’une réaction élémentaire

état de transitioncomplexe activé

non isolable


Ep

C.R.

E Ea

état de transition(complexe activé)

réactifs

produits

chemin réactionnel

≈

énergie potentiellecoordonnées de réaction

chemin réactionnel

énergie d’activation

k AeEa–

RT---------

=

Profil réactionnel d’une réaction globale

© D

unod

– T

oute

rep

rod

ucti

on n

on a

utor

isée

est

un

dél

it.


(1) R – X R+ + X– (étape lente)

(2) R+ + Nu– R – Nu (étape rapide)

k–1

k1

k2

Ep

C.R.

Ea(1)

RX + Nu

RNu + X –

R+

(+ X + Nu)–

état de transitionde l’étape (1) état de transition

de l’étape (2)

intermédiaireréactionnel

Ea(2)

étape (1) étape (2)

Ea(-1)

étape cinétiquement déterminante

2.1.5 La catalyse

a) Définition et caractéristiques

florence porteu-de buchÈre Épreuve … · Épreuve orale de chimie florence porteu-de buchÈre...

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