PHYSIQUE-CHIMIE- TECHNOLOGIE

Rpublique du Bnin

MINISTERE DE LENSEIGNEMENT SECONDAIRE, DE LA FORMATION

TECHNIQUE ET PROFESSIONNELLE, DE LA RECONVERSION ET DE LINSERTION DES JEUNES

GUIDE DU PROGRAMME

DETUDES PAR

COMPETENCES

PHYSIQUE-CHIMIE-TECHNOLOGIE

C L A S S E D E T E R M I N A L E D

V E R S I O N R E V I S E E

DIRECTION DE LINSPECTION PEDAGOGIQUE

Porto - Novo. Juin 2011

Rpublique du Bnin

MINISTERE DE LENSEIGNEMENT SECONDAIRE, DE LA FORMATION

TECHNIQUE ET PROFESSIONNELLE, DE LA RECONVERSION ET DE LINSERTION DES JEUNES

GUIDE DU PROGRAMME

DETUDES PAR

COMPETENCES

PHYSIQUE-CHIMIE-

TECHNOLOGIE

C L A S S E D E T E R M I N A L E D

V E R S I O N R E V I S E E

DIRECTION DE LINSPECTION PEDAGOGIQUE

Porto - Novo. Juin 2011

SOMMAIRE CONTENUS NOTIONNELS ORIENTATIONS GENERALES S.A.1 : CHAMPS DE FORCES ET INTERACTIONS ANNEXES DE LA S.A.1 : S.A.2 : CHIMIE DES SOLUTIONS AQUEUSES ANNEXES DE LA S.A.2 S.A.3 : LES OSCILLATIONS MECANIQUES ET ELECTRIQUES ANNEXES DE LA S.A.3 S.A.4 : CHIMIE ORGANIQUE ANNEXES DE LA S.A.4 S.A.5 : OPTIQUE ANNEXES DE LA S.A.5 S.A.6 : PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLEAIRE ANNEXES DE LA S.A.6

ORIENTATIONS GENERALES

Le prsent document est la version rvise du guide du programme dtudes de SPCT des

classes de Terminale D des collges et lyces en Rpublique du Bnin.

Cest un ensemble de conseils, dinformations et dactivits permettant lenseignant(e)

une mise en uvre aise du programme dtudes

I / ORIENTATIONS GENERALES

A / Premire partie

OBJECTIFS DU GUIDE

Ce document daccompagnement du programme dtudes de sciences physique chimique

et de technologie des classes de Terminales C et E a pour objectifs principaux :

- daider lenseignant(e) excuter convenablement le programme dtudes desdites

classes,

- de fournir une source dinformations scientifiques sur les contenus notionnels relatifs au

programme,

- daider lenseignant(e) bien prparer et excuter sa classe en lui fournissant des outils

utiles et ncessaires,

- de dvelopper chez lenseignant(e) des innovations pdagogiques,

- dappuyer les lments de rflexion sur la pdagogie de lenseignement des sciences

physique chimique et de technologie.

STRUCTURE ET CONTENU

Ce guide est structur de la faon suivante :

INTRODUCTION

I / ORIENTATIONS GENERALES : A / Premire partie :

- Objectifs du guide

- Structure et contenu

- Dmarches denseignement/apprentissage

- Mode demploi (ou mode dutilisation)

B / Deuxime partie :

- Stratgies denseignement/apprentissage

- Mthode et technique

- Comptences

- Gnralits sur les situations dapprentissage

II / SITUATION DAPPRENTISSAGE N .

ANNEXES

DEMARCHES DENSEIGNEMENT / APPRENTISSAGE :

De nos jours, la didactique des sciences et celle tudie en psychologie cognitive

recommandent que lapprentissage soit centr sur lapprenant et non sur les contenus notionnels

des programmes dtudes. Lapprenant doit donc tre le principal artisan, voire le responsable de

la construction de son savoir.

Les nouveaux programmes dtudes, programmes par comptences, visent dvelopper

chez lapprenant des comptences disciplinaires, transversales et transdisciplinaires. A cet effet,

lapprenant qui a acquis ces comptences travers des connaissances notionnelles et techniques,

des stratgies la suite dune dmarche active de lesprit, est suppos capable den faire usage

dans la vie courante.

Si selon Bachelard la connaissance scientifique vient se substituer une reprsentation

initiale que lapprenant avait dun objet, cest dire que cette connaissance scientifique ne vient pas

remplir alors un vide dans lesprit de cet apprenant. Quel que soit donc son niveau, lapprenant a

toujours une reprsentation initiale dun objet donn, reprsentation que lenseignant(e) doit

chercher faire merger au dbut du droulement de toute situation dapprentissage.

Aider lapprenant construire son savoir, partir de sa reprsentation initiale dun objet

pour accder une ou des reprsentation(s) plus rationnelle(s) et plus oprationnelle(s), cest

adopter une dmarche enseignement/apprentissage rigoureuse et cohrente.

En sciences physique et chimique, lenseignement ne doit pas se limiter former des

physiciens et des chimistes mais :

- dvelopper chez lapprenant des lments dune culture scientifique

- former des esprits la rigueur, la mthode scientifique, la critique, lhonntet

intellectuelle travers la dmarche exprimentale

- former le citoyen consommateur au bon usage des produits chimiques quil est amen

utiliser dans sa vie quotidienne, ce qui le conduit lapprentissage de la scurit, de la

sauvegarde de la sant, au respect de lenvironnement.

Pour bien jouer son rle, lenseignant(e) doit :

prparer convenablement sa classe en : identifiant le sujet objet dapprentissage

se documentant sur le sujet objet dapprentissage (programme dtudes officiel, guide,

manuels en vigueur, tous autres documents traitant du sujet objet dapprentissage)

sinspirant des activits proposes dans le guide pour en laborer au besoin dautres en

tenant compte des ralits concrtes des milieux de vie et de travail des apprenants

apprtant le matriel ou/et document(s) ncessaire(s). Ces outils de travail devant tre en

nombre suffisant et sans danger pour les utilisateurs. Lenseignant(e) peut solliciter laide

des apprenants pour les apprter.

testant ce matriel par la ralisation des activits proposer aux apprenants.

favoriser la participation effective et active des apprenants pendant lexcution des activits dapprentissage en :

proposant aux apprenants une situation de dpart qui tient compte dune ralit concrte

et/ou dun vcu quotidien et pour laquelle la tche et les consignes sont clairement dfinies,

permettant ainsi aux apprenants de :

- faire part des reprsentations initiales quils ont delle,

- dgager la situation-problme

suscitant et facilitant entre les apprenants des changes sur leurs reprsentations initiales

les invitant travailler dans une franche collaboration et dans un respect mutuel.

conduire les apprenants individuellement ou / et en groupe suivre une

dmarche scientifique dans la phase de la ralisation.

Par exemple : lapprenant aura :

* en physique et chimie

- raliser et faire fonctionner un montage, observer, collecter des donnes, analyser ou

exploiter des donnes, tirer une conclusion ou une loi, dgager limpact de la situation-

problme sur lenvironnement

- ou exploiter un document, collecter des donnes, analyser ou exploiter ces donnes, tirer

une conclusion ou une loi, dgager limpact de la situation-problme sur lenvironnement

* en technologie

- observer, concevoir, collecter le matriel ncessaire la fabrication dun objet techno-

logique, fabriquer, tester et amliorer au besoin un objet technologique

- ou observer, exploiter les notices des appareils utiliser ou / et recueillir des informations

sur leur utilisation (caractristiques, mode demploi), utiliser, ranger

- ou observer, exploiter la notice de lappareil rparer sil y a lieu, identifier la panne,

rparer, tester, amliorer au besoin.

aider les apprenants exploiter en sance plnire les productions des groupes

pour parvenir une synthse ;

faire noter, au moment opportun, lessentiel par les apprenants ;

inciter et encourager les apprenants objectiver les savoirs acquis et les

rinvestir dans dautres tches de la vie courante ;

valuer les apprentissages et procder une remdiation si ncessaire.

MODE DEMPLOI (ou DUTILISATION)

- Lire dabord attentivement et comprendre les contenus de la rubrique ORIENTATIONS

GENERALES ;

- Lire attentivement la Situation dApprentissage concerne pour simprgner de la dmarche

pdagogique utilise ;

- Exploiter les activits ou / et expriences proposes pour prparer convenablement la

classe en tenant compte du niveau des lves et de leur milieu de vie.

B / Deuxime partie

STRATEGIES DENSEIGNEMENT / APPRENTISSAGE

La mise en uvre des diffrentes dmarches constituant des stratgies denseignement

/apprentissage prconises par les nouveaux programmes dtudes en gnral et notamment pour

ceux des sciences physique et chimique et de technologie en particulier exige que lapprenant(e)

soit soumis des stratgies privilgies pour sinstruire, se former et sduquer. Au nombre de ces

stratgies on peut citer : le travail individuel, le travail en groupe et le travail collectif.

1. Stratgie de travail individuel

Lacte denseignement / apprentissage tant centr sur lapprenant, il sagira de partir de

ses interrogations, de ses besoins, de ses intrts, de ce quil sait et de ses proccupations pour

dceler ses capacits mais aussi ses faiblesses afin de laider se dvelopper. Ainsi ce mode de

travail permet aux dispositions naturelles de lapprenant(e) de se raliser.

N.B. Il faut accorder la stratgie de travail individuel le temps ncessaire compte tenu de

son importance dans lacte dapprentissage, car elle participe essentiellement la formation de la

personnalit de lapprenant(e) en dveloppant entre autres qualits le courage, la persvrance et

la confiance en soi.

2. Travail en groupe

Les lves dun mme groupe, organisent des changes pour comparer les rsultats

obtenus individuellement.

Cest le moment o lapprenant(e) dcle la pertinence des arguments dvelopps en vue

damliorer sa propre production.

3. Travail collectif

Le travail collectif consiste partir des productions de tous les groupes de travail afin de

procder leur comparaison en vue dun enregistrement et dune amlioration.

Lenseignant(e) doit jouer le rle danimateur au cours de cette phase.

N.B. Dautres stratgies comme la recherche documentaire, lenqute, linterviewpeuvent

tre utilises.

COMPETENCES

1- Dfinition

Etre comptent cest tre capable de faire appel aux ressources adquates, de les

combiner de manire efficace et de les mobiliser bon escient. On peut donc dfinir la

comptence comme un savoir-agir fond sur la mobilisation et lutilisation efficace dun ensemble

de ressources (capacits, habilits, attitudes, connaissances) Ces ressources peuvent tre

acquises en contexte scolaire ou extrascolaire.

2. Les diffrents types de comptences

2.1. Comptences disciplinaires

Elles concernent les domaines du savoir et visent lappropriation du programme dtudes

considr.

En sciences physique chimique et en technologie, les trois comptences disciplinaires

snoncent comme suit :

a) Elaborer une explication d'un fait ou d'un phnomne de son environnement naturel ou

construit en mettant en uvre les modes de raisonnement propres aux sciences physique

chimique et la technologie

b) Exploiter les sciences physique chimique et la dmarche technologique dans la

production, l'utilisation et la rparation d'objets technologiques

c) Apprcier l'apport des sciences physique chimique et de la technologie par rapport la

vie de l'homme.

2.2. Comptences transdisciplinaires

Au nombre de six, les comptences transdisciplinaires couvrent tous les domaines de la vie

courante. Toutes les disciplines enseignes au secondaire permettent leur ralisation, leur

acquisition et leur dveloppement.

2.3. Comptences transversales

Au nombre de huit, les comptences transversales sont regroupes en trois ordres :

- ordre intellectuel ;

- ordre mthodologique ;

- ordre socio-affectif.

Remarquons que le programme dtudes de sciences physique chimique et de technologie

est un systme, cest--dire que les trois types de comptences forment un ensemble cohrent.

Elles sont subdivises en capacits et habilets.

GENERALITES SUR LES SITUATIONS DAPPRENTISSAGE

Une situation dapprentissage est une situation-problme ou un ensemble de situations-

problmes. Elle se prsente comme une succession dactivits qui doivent tre motivantes et

planifies et au cours desquelles lapprenant est appel dvelopper les comptences que lon

souhaite quil possde, sapproprie et intgre dans des contextes varis.

1. Structure dune situation dapprentissage.

En dehors du titre (de la situation dapprentissage) qui doit tre vocateur, disciplinaire, elle

se prsente sous la forme dune activit englobante, donc dcomposable en une srie de tches

et dactivits ralisables pendant plusieurs squences.

La situation dapprentissage comprend essentiellement deux grandes parties : les lments

de planification et le droulement.

1.1. Elments de planification

Cest la partie du programme ayant essentiellement un caractre indicatif. Elle comprend :

- les contenus de formation ;

- les stratgies denseignement et dapprentissage ;

- la dure ;

- le matriel ;

- les items dvaluation ;

- les documents de rfrence suggrs.

1.1.1. Contenus de formation

Cest lensemble des lments devant faire effectivement objets dapprentissage.

Les contenus de formations sont donc constitus des comptences, des capacits, des

habilets, des attitudes, des connaissances, des techniques et des stratgies que lapprenant

devra construire au cours de la mise en uvre de la situation dapprentissage considre.

1.1.1.1. Les comptences

On distingue trois types de comptences, savoir :

- les comptences disciplinaires

- les comptences transdisciplinaires

- les comptences transversales

Comptence disciplinaire N .

Capacits Habilets

..

Comptences transversales Capacits Habilets

..

Comptences transdisciplinaires

Capacits Habilets

..

1.1.1.2. Stratgies, objets dapprentissage

Ce sont les stratgies que les apprenants sont appels mettre en uvre au cours du

dveloppement de la situation dapprentissage et sur lesquelles lenseignant(e) apporte tous les

lments ncessaires pour leur matrise et leur acquisition par ses apprenants.

1.1.1.3. Connaissances et techniques

Cette rubrique regroupe toutes les connaissances et techniques que lapprenant doit dvelopper

au cours du droulement de la situation dapprentissage. Elles seront mises en uvre travers les

diffrentes activits prvues.

1.1.2. Stratgies denseignement/apprentissage

Toutes les stratgies mises en uvre dans la construction des comptences : travail

individuel, travail en groupe, travail collectif, enqute

1.1.3. Dure

Elle concerne le temps pendant lequel seront abordes les activits dveloppes et les

comptences travers les connaissances et techniques.

1.1.4. Matriel

Cette rubrique identifie les objets, les produits ou autres supports utiles susceptibles doffrir

lapprenant loccasion de vivre et de dvelopper les comptences lies la situation

dapprentissage.

1.1.5. Documents de rfrence suggrs

Cest les documents que lenseignant (e) et lapprenant (e) sont invits consulter pour

mieux apprhender la situation dapprentissage.

2. Les diffrentes tapes dune situation dapprentissage

Les diffrentes tapes planifies dune situation dapprentissage sont les suivantes :

lintroduction, la ralisation et le retour et projection.

2.1. Introduction

Au cours de cette phase, lapprenant(e)

est invit par lenseignant(e) :

- exprimer sa perception initiale de la situation-

problme quvoque la situation de dpart,

- confronter les diverses reprsentations

exprimes.

Pendant cette phase, INTRODUCTION

lenseignant(e) engage un entretien avec les

apprenants, entretien au cours duquel chaque

apprenant(e) est invit exprimer LIBREMENT

ses ides, ses reprsentations initiales, ses

motions sur le fait , le phnomne, lobjet sous

des formes varies ( gestes, dessins, parole ).

Rappelons quau cours de cette tape,

lenseignant prend en compte les ides

premires des apprenants sur la situation de

dpart sans chercher les apprcier.

2.2. Ralisation

Cette seconde phase de lacte

dapprentissage est celle au cours de laquelle

lapprenant construit de nouveaux savoirs grce

aux activits qui lui sont proposes. Au cours de

cette phase, lapprenant(e) doit :

- aborder dans lordre les activits prvues,

- construire de nouveaux savoirs,

- faire part de ses difficults lenseignant(e)

- discuter de ses productions avec ses

camarades,

- corriger au besoin ses productions.

2.3. Retour et projection

Cette phase comprend deux moments

essentiels, savoir :

- le retour qui est lobjectivation, la consolidation

ou lenrichissement,

- la projection constitue dun rinvestissement

des acquis court, moyen ou long terme dans

une situation de vie courante.

Indications pdagogiques

Recommandations

Introduction :

Activit N1 Ralisation :

Activit N2 Activit N3 Activit Nn-2 Retour et projection : Activit Nn-1

Objectivation : Activit Nn

Rinvestissement :

. .

3. Informations et commentaires 4. prparation ANNEXES

5. Droulement

PLANIFICATION GENERALE DES SITUATIONS DAPPRENTISSAGE EN

CLASSE DE TERMINALE D DE LENSEIGNEMENT SECONDAIRE GENERAL

SA N

TITRE DE LA SITUATION DAPPRENTISSAGE

Semaines dactivits

Dure

Mois dactivits

SA.1

CHAMPS DE FORCES ET INTERACTIONS 1. Cinmatique 2. Champ lectrostatique 3. Champ magntique

4

4h x 4

Octobre

SA.2

CHIMIE DES SOLUTIONS AQUEUSES 1. Acides et bases en solution aqueuse

1.1. Leau 1.2. Les solutions aqueuses dacide

chlorhydrique et dhydroxyde de sodium..

1.3. Couples acide base

4

3h x 4

SA.1 CHAMPS DE FORCES ET INTERACTIONS 4. Lois de Newton, 5. Mouvement dans le champ de pesanteur

terrestre 6. Mouvement dune particule charge dans

un champ lectrique uniforme 7. Particule charge en mouvement dans un

champ magntique uniforme

4

4h x 4

Novembre

SA.2 CHIMIE DES SOLUTIONS AQUEUSES 1.4. Ractions acide-base

4

3 h x 4

PERIODE DINTEGRATION

Dcembre

SA.1

CHAMPS DE FORCES ET INTERACTIONS 9. Induction lectromagntique et auto-

induction

3

4h x 3

Janvier

SA.2

CHIMIE DES SOLUTIONS AQUEUSES 2. Cintique chimique

2.1. Dfinition de la vitesse de formation dun corps

2.2. tude qualitative de linfluence des concentrations et de la temprature.

2.3. Catalyse

3

3h x 3

SA.3

LES OSCILLATIONS MECANIQUES ET ELECTRIQUES

1. Les oscillations mcaniques 1.1. Mouvement dun oscillateur harmonique non amorti : cas du pendule lastique ; 1.2. Mouvement dun oscillateur amorti : cas du pendule lastique ;

3

4h x 3

Fvrier

SA.4 CHIMIE ORGANIQUE 1- Notions lmentaires de strochimie 2- Les alcools 3- Les amines

3

3h x 3


Dbut mars

SA.3

OSCILLATIONS MECANIQUES ET ELECTRIQUES

2. Les oscillations lectriques 2.1- Circuits oscillants : circuit LC

2.2-Circuits en rgime sinusodal forc : circuit RLC srie.

3

4h x 3

Fin mars

SA.4 CHIMIE ORGANIQUE 4- Les acides carboxyliques.

5- Les acides - amins

3

3h x 3

SA.5

OPTIQUE

3

7h x 3

Avril

SA.6

PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLEAIRE

3

7h x 3

Mai


Juin

N.B. La phase dintgration est normalement une priode dactivits formatives pluridisciplinaires. Mais, en attendant que cette priode se meuble convenablement, il pourra sagir dune intgration disciplinaire incluant toutes les activits formatives et sommatives en SPCT : recherche sur des thmes spcifiques en relation avec les comptences transdisciplinaires, remdiation, renforcement et rvision (activits documentaires et exprimentales) et devoirs. Le principe rgissant ce choix de priode dintgration est de permettre lapprenant :

- de restructurer ses nouveaux acquis ; - dtre suffisamment prpar pour lvaluation sommative ; - dtre capable de mobiliser ses nouveaux savoirs pour des situations de vie courante.

Thmes Contenus notionnels SA CD

Mcanique et Electricit

1. Cinmatique 1.1. Vecteur position et vecteur vitesse

dun point dans un repre donn

1.2. Vecteur acclration ; acclration tangentielle et

acclration normale. 1.3. Quelques mouvements particuliers

1.1.1. Mouvements rectilignes (uniforme ; uniformment vari sinusodal).

1.1.2. Mouvement circulaire uniforme. 2. Champ lectrostatique 2.1. Relation entre force lectrique, charge ponctuelle et

champ lectrique 2.2. Champ lectrique cr par un condensateur plan

3. Champ magntique 3.1. Mise en vidence exprimentale ; 3.2. Ples dun aimant, faces dune bobine 3.3. Vecteur champ magntique 3.4. Spectres magntiques 3.5. Mesure du champ magntique 3.6. Champ magntique terrestre 3.7. Ralisation dun champ magntique uniforme

4. Lois de Newton, 4.1. Thorme de lnergie cintique 4.2. Principe de linertie (1re loi de Newton) 4.3. Thorme du centre dinertie (2me loi de Newton) 4.4. Principe dinteraction (3me loi de Newton)

4.5. Thorme de lnergie cintique appliqu un solide en translation

5. Mouvement dans le champ de pesanteur terrestre 6. Mouvement dune particule charge dans un champ

lectrique uniforme 6.1. Etude dynamique du mouvement 6.2. Etude nergtique 6.3. Dflexion lectrique dune particule charge

7. Particule charge en mouvement dans un champ magntique uniforme

7.1. Caractristiques de la force magntique 7.2. Puissance de la force magntique 7.3. Etude thorique du mouvement 7.4. Quelques applications :

Dflexion magntique dans le fonctionnement dun poste tlviseur ; Spectrographe de masse et cyclotron

8. Phnomne dinduction et dauto-induction 8.1. Induction lectromagntique :

8.1.1. Mise en vidence exprimentale ; loi de Lenz ; 8.1.2. Formule de Laplace (force lectromotrice

dinduction) : dt

de

8.1.3. fm. e et ddp u = ri e 8.2. Auto induction :

SA1

CD 1

et CD 3

8.2.1. Mise en vidence exprimentale ; 8.2.2. Force lectromotrice dauto- induction :

dt

diLe

8.2.3. Les applications

Chimie des solutions aqueuses

A - Acides et bases en solution aqueuse I - Leau 1. Leau, solvant ionisant

2. Produit ionique ; pH dune solution aqueuse II - Les solutions aqueuses dacide chlorhydrique et dhydroxyde de sodium. 1. Solution aqueuse dacide chlorhydrique 2. Solution aqueuse dhydroxyde de sodium. 3. pH des solutions aqueuses. III - Couples acide/base 1. Dfinition des couples acide base ; exemples. 2. Dfinition de la constante dacidit Ka ; applications : classification des couples acide/base, domaines de prdominance de la forme acide et de la forme basique 3. Cas particulier des acides forts et des bases fortes IV - Ractions acide-base 1. Acide fort, base forte 2. Acide fort, base faible 3. Acide faible, base forte B - Cintique chimique I - Dfinition de la vitesse de formation et de disparition dun corps II - tude qualitative de linfluence des concentrations et de la temprature. 1 - Influence des concentrations 2- Influence de la temprature. III Catalyse 1 - Dfinition 2 - Exemples

SA 2 CD1

et CD 3

Les oscillations

mcaniques et lectriques

1. Les oscillations mcaniques 1.1. Mouvement dun oscillateur harmonique non amorti : cas du pendule lastique ; quation diffrentielle; frquence propre ; conservation de lnergie 1.2. Mouvement dun oscillateur amorti : cas du pendule lastique ; quation diffrentielle ; rgime pseudo priodique ; rgime apriodique ; rgime critique. 2. Les oscillations lectriques 2.1- Circuits oscillants : circuit LC. 2.1.1. quation diffrentielle ; frquence propre ; conservation de lnergie totale du circuit. 2.1.2. Entretien des oscillations laide dun circuit intgr linaire. 2.2. - Circuits en rgime sinusodal forc : circuit RLC srie. 2.2.1. Oscillations forces en rgime sinusodal dun circuit RLC srie ; impdance ; 2.2.2. Phnomne de rsonance dintensit : bande passante ; facteur de qualit ; intensit et tension lectriques efficaces. 2.2.3. Puissance en alternatif, facteur de puissance.

SA3 CD1

Chimie 1. Notions lmentaires de strochimie SA 4 CD1

organique Possibilit de rotation autour dune liaison C-C et notion de conformation : cas de lthane et du cyclohexane.

Configuration :diastroisomrie Z-E et nantiomrie

2. Les alcools. Existence des trois classes dalcools; nomenclature.

Prparation par hydratation dun alcne ; obtention de lthanol par

fermentation

Quelques proprits des alcools:

- Raction avec le sodium.

- Dshydratation des alcools ; cas de lthanol

- Oxydation des alcools primaires et secondaires; groupe carbonyle C = O des aldhydes et des ctones ; caractre rducteur des aldhydes ; passage aux acides.

- Passage aux phosphates dalkyle.

- Polyalcools ; exemples :

Glycol : formule, principe de sa prparation. Glycrol : formule.

3. Les amines

Existence des trois classes damines ; nomenclature.

Quelques proprits des amines :

- caractre basique - caractre nuclophile

4. Les acides carboxyliques.

Formule des acides carboxyliques, exemples.

Ractions destrification et dhydrolyse. Saponification des

esters.

Passage aux fonctions drives : anhydride dacide et chlorure

dacyle.

Intrt en ce qui concerne la synthse des esters.

Passage aux amides

5. Les acides - amins

Formule gnrale et exemples ; reprsentation de Fischer et

nomenclature des configuration D et L; chiralit et activit

optique.

Existence de plusieurs formes : non ionique et ioniques ;

amphion.

Liaison peptidique : passage aux protines ;

Importance des protines en biochimie : cas des enzymes.

et CD 2

Optique

I. Les lentilles minces: 1. Gnralits sur les lentilles minces convergentes et divergentes 1.1. Dfinition de foyers et de distances focales 1.2. Marche des rayons lumineux 2. Formation des images dobjets 2.1. Conditions de Gauss et stigmatisme 2.2. Formule de conjugaison de Descartes

SA 5 CD1

et CD 2

2.3. Formule de conjugaison de Newton 2.4. Construction dimage dun objet par une lentille 2.5. Caractristiques dune image 2.6. Systme de deux lentilles minces 3. Dtermination exprimentale de la distance focale dune lentille 3.1. Mthode de lobjet linfini 3.2. Mthodes de Bessel et de Silbermann 4. Applications des lentilles minces : lil et ses dfauts, lappareil photographique, le microscope. II. Dcomposition de la lumire.

1. Le prisme et le rseau 1.1. Lumire monochromatique 1.2. Lumire polychromatique 1.3. Les formules du prisme 1.4. Dispersion de la lumire par un prisme 2. Diffraction de la lumire par un rseau 4.1. Lumire en incidence normale 4.2. Lumire en incidence quelconque

III. Polarisation rectiligne de la lumire 1. Nature lectromagntique de la lumire 2. Obtention dune lumire polarise 3. Loi de Malus

Physique atomique et

nuclaire

1. Niveaux dnergie atomiques

Spectres dmission et dabsorption

Existence de niveaux dnergie dans un atome

Transition lectronique: relation E2 -E1 = h

Cas de latome dhydrogne

2. Noyau atomique

Composition du noyau : nuclons

Energie de liaison dun noyau

3. Ractions nuclaires spontanes

Radioactivits , - , +, mission , lois de conservation

Loi de dcroissance dun nuclide radioactif

Absorption de rayonnements.

4. Ractions nuclaires provoques : Fission, fusion et applications.

SA 6 CD1

et CD 3

Situation dapprentissage n1

Titre : CHAMPS ET INTERACTIONS 1- Elments de planification

1.1- Contenus de formation

1.2- Dure

1.2.1-Les comptences disciplinaires vises

1.2.1.1- Comptence disciplinaire n1

1.2.1.2- Comptence disciplinaire n3

1.2.3- Connaissances et techniques

DOMAINE : MECANIQUE ET MAGNETISME

Connaissances et

techniques

Indications pdagogiques et

commentaires

Connaissances et techniques

exigibles (valuation)

Cinmatique

- Vecteur position et

vecteur vitesse dun

point dans un repre

donn

Le professeur sappuiera sur les acquis

des apprenants en classe de 2nde et de

1re pour les amener approfondir les

notions de vecteur position et de

vecteur vitesse.

Le professeur prcisera les notions et

techniques de drivation.

Il insistera sur le fait que si une

grandeur est reprsente par le

vecteur W

, sa valeur, note w, est une

grandeur strictement positive qui sera

affecte dune unit quil convient

systmatiquement de prciser ; le

passage de la valeur w de cette

grandeur la norme de son

vecteur reprsentatif et vice versa se

fait par l'intermdiaire d'une chelle de

reprsentation. De plus, dans un

repre ( O i j k, , ,

) dtermin par les

axes , , les

coordonnes du vecteur sont

notes , , et . qui sont les

valeurs algbriques des projections

de sur chaque axe.

- Dtermination des

composantes du vecteur

position et du vecteur vitesse

dun point dans un repre

donn.

- Vecteur acclration

; acclration

tangentielle et

acclration normale.

Le professeur sabstiendra d'tablir les

expressions des acclrations

tangentielle et normale qui seront

donnes mais il devra prciser que ces

formules ne sont valables que dans le

cas des mouvements plans ; il

amnera les apprenants sapproprier

la dfinition du rayon de courbure.

- Dfinition du vecteur

acclration et dtermination

de ses coordonnes dans un

repre cartsien.

- Utilisation des expressions

des acclrations

tangentielle

dt

vda

et normale

2v

a

- Exploitation des expressions

v = R

, a = o et

an = R

v 2 = R

2 , dans le cas

du mouvement circulaire

uniforme ; - Dtermination des

caractristiques des vecteurs

vitesse et acclration partir

de lenregistrement du

mouvement dun solide

ponctuel.

- Quelques

mouvements

particuliers :

Mouvement

rectiligne

uniforme ;

Mouvement

rectiligne

uniformment

vari ;

Mouvement

rectiligne

sinusodal ;

Mouvement

circulaire

uniforme.

- Identification des mouvements

rectilignes

uniforme ;

uniformment vari ;

sinusodal.

et circulaire uniforme.

- Etablissement des quations

horaires correspondantes :

mouvement rectiligne

uniforme

= + 0


uniformment vari

= 1

2

2 + 0 + 0

= + 0 ;

2 0

2 = 2( 0)


sinusodal

= sin( + );

= cos( + )

= 2

mouvement circulaire

uniforme

= + 0;

= + 0

Champ

lectrostatique

- Interaction lectrique

entre deux corps

chargs et loi de

Coulomb

- Champ lectrique

cr par une charge

ponctuelle

- Champ lectrique

cr lintrieur dun

condensateur plan

Le professeur amnera les apprenants

consolider leurs acquis de la classe

de 1re .

- Dfinition du champ

lectrique ;

- dtermination des

caractristiques du vecteur

champ lectrique en un point

de lespace ;

- Dfinition du champ lectrique

uniforme et ligne de champ ;

- Description du dispositif

(condensateur plan) permettant

dobtenir un champ lectrique

uniforme ;

- Dtermination des

caractristiques du champ

lectrique dans un

condensateur plan.

Champ magntique

- Mise en vidence

exprimentale ;

- Ples dun aimant,

faces dune bobine

- Vecteur champ

magntique

- Spectres

magntiques

Le professeur privilgiera ici laspect

exprimental dans la mise en place

des notions de champ magntique, de

spectres magntiques et de champ

magntique cr par un solnode.

La mise en vidence des diffrents

champs magntiques (champ

magntique terrestre, champ

magntique uniforme, champ cr par

un aimant en U, champ cr par un

barreau aimant, champ cr par un fil

parcouru par un courant etc.) se fera

grce des aiguilles aimantes, ce qui

facilitera, chez les apprenants,

lappropriation de la dfinition de

lespace champ magntique.

Lutilisation de la limaille de fer pour

mettre exprimentalement en vidence

les spectres magntiques est un

procd trs fructueux. Le sens du

vecteur champ et donc celui des lignes

de champ sera repr grce une

aiguille aimante. Dans tous les cas, le

professeur veillera ce que les

apprenants sapproprient de faon

prcise les dfinitions des termes

comme espace champ magntique,

lignes de champ, spectres

- Dfinition dun espace champ

magntique.

- Identification des ples dun

aimant

- Dtermination des

caractristiques du vecteur

champ magntique en un

point M de lespace.

- Orientation dune aiguille

aimante dans un champ

magntique .

- Dtermination des


magntique uniforme :

entre les branches dun

aimant en U ;

lintrieur dun

solnode parcouru par

un courant constant ;

entre deux bobines de

Helmholtz parcourues

par un courant constant)

- Mesure du champ

magntique

- Champ magntique

terrestre

- Ralisation dun

champ magntique

uniforme

magntiques, champ magntique

uniforme. Il sera intressant dinsister

sur la composante horizontale du

vecteur champ magntique terrestre.

Enfin, le professeur amnera les

apprenants faire exprimentalement

lanalogie entre un aimant droit et un

solnode parcouru par un courant

(faces et ples); puis entre le champ

magntique cr par un solnode et

celui dun aimant en U, du point de vue

de leur caractre uniforme. A laide

dun teslamtre, on mettra en vidence

la proportionnalit de lintensit du

vecteur champ lintensit du

courant parcourant le solnode. La

mesure du champ magntique se

limitera celui du solnode.

La rgle dorientation approprie

(bonhomme dAmpre, tire bouchon,

etc.) sera donne pour dterminer le

sens du vecteur champ cr par un

courant dans une bobine.

- Utilisation de lexpression de

la valeur du champ magntique

uniforme dans la rgion

centrale dun solnode

- 7

o

avec 4 .10

oB nI

SI

- Utilisation correcte de la rgle

de la main droite.

- Dtermination des


rsultant de deux champs

magntiques superposs.

Lois de Newton,

Thorme de

lnergie cintique

- Principe de linertie

(1re loi de Newton)

-Thorme du centre

dinertie ( 2me loi de

Newton)

- Principe dinteraction

(3me loi de Newton)

-Thorme de

lnergie cintique

appliqu un solide

en translation

Le professeur conduira les apprenants

sapproprier de faon prcise la

dfinition de rfrentiel (galilen ou

non). Il a t question en classe de

seconde du centre dinertie ; aprs

avoir rappel sa dfinition en montrant

sa proprit barycentrique, on

reviendra sur le principe dinertie et on

dbouchera sur la quantit de

mouvement

vmp . On sait que la

relation dt

pdF

prcise comment

varie, quantitativement, la quantit de

mouvement

p du solide sous laction

de forces auxquelles il est soumis.

Lillustration exprimentale de la dite

relation se fera avec quelques

exemples comme la chute libre, le plan

inclin, le pendule conique.

Le cas particulier de la conservation de

la quantit de mouvement au cours

dun choc sera examin. Le professeur

amnera les apprenants mettre en

vidence le lien entre le thorme de

lnergie cintique (que lon

dmontrera dans le cas de la

translation rectiligne) et la relation

dt

pdF

Le professeur veillera ce que les

apprenants matrisent la mthode

dapplication du thorme de lnergie

cintique.(systme tudi ; rfrentiel

dtude ; bilan des forces appliques

au systme ;application du thorme)

-Dfinition et exemples dun

rfrentiel galilen et dun

rfrentiel non galilen.

- Dfinition du centre dinertie G

dun systme de masse m :

=

=1

=

- Utilisation de lexpression du

vecteur quantit de mouvement

vmp et de sa drive

par rapport au temps : dt

pd

- Application des relations

dt

pdF

et

amF pour

un solide dans un rfrentiel

galilen ;

- Application de la relation

0iFF pour un solide en

quilibre relatif dans un

rfrentiel non galilen. - Application du thorme du

centre dinertie :

GamF

- Application du thorme de

lnergie cintique WEc

- Dmonstration du thorme

de lnergie cintique

WEc dans le cas dun

mouvement de translation.

Mouvement dans le

champ de pesanteur

terrestre

Il donne loccasion de mettre laccent

sur les valeurs algbriques des

grandeurs cinmatiques et de revoir le

savoir-faire des lves en matire de

projection de certaines grandeurs

vectorielles (vitesse, acclration) sur

des axes. Dans le cas du champ de

pesanteur terrestre, Le professeur

amnera les apprenants sapproprier

de faon prcise les dfinitions claires

de la porte et de la flche :

- la porte est la distance d(P, N)

entre le point de lancement P et le

point de chute N dans le plan

horizontal passant par P. Le point N

dabscisse a la mme ordonne que

le point de lancement P : = .

- la flche est laltitude maximale h

atteinte, par le projectile en S, sommet

de la parabole. Cette altitude est

mesure par rapport celle du point de

lancement.

y

x

P

N

h

O

S V0

- tablissement des quations

horaires du mouvement dun

projectile ; -

Etablissement de lquation

cartsienne de la trajectoire du

projectile et dduction de la

nature du mouvement.

- Dfinition et dtermination la

porte et de la flche dun

projectile ;

Identification de la nature de la

trajectoire dans les cas

suivants :

- la force de pesanteur et la

vitesse initiale sont colinaires :

trajectoire rectiligne ;

- la force et la vitesse initiale

sont non colinaires : trajectoire

parabolique ;

-Dmonstration du fait que le

projectile en mouvement dans

le champ de pesanteur

uniforme est un systme

conservatif ;

-Exploitation des expressions

des nergies

cintique,

potentielle de pesanteur,

mcanique.

Mouvement dune

particule charge

dans un champ

lectrique uniforme

- Etude dynamique du

mouvement

- Etude nergtique

Dans le cas du champ lectrique,

laccent sera mis sur le signe de la

charge de la particule lectrique. Un

petit arrt sur le principe de

loscilloscope sera utile.

Ici encore, le professeur amnera les

apprenants consolider leurs acquis

en cinmatique.

Il amnera les apprenants matriser

davantage les tapes de ltude du

mouvement de la particule charge

- tablissement des quations

horaires du mouvement.

- Etablissement de lquation

de la trajectoire du mobile et

dduction de sa nature.

-Dmonstration du fait quune

particule charge en

mouvement dans un champ

lectrostatique uniforme est un

systme conservatif ;

- Calcul dune vitesse partir

de la conservation de lnergie ;

- Etablissement de lexpression

- Dflexion lectrique

de la particule

charge

dans le champ uniforme.

Il est souhaitable que ltude de la

dviation lectrique dun faisceau

dlectrons se fasse

exprimentalement.

entre vitesse acquise et tension

acclratrice, pour une particule

charge ;

- Dfinition de llectron-volt.

- Dfinition de la dflexion

lectrostatique angulaire et

linaire,

- Etablissement et exploitation

de lexpression de la dflexion

lectrostatique angulaire et

linaire.

Particule charge en

mouvement dans un

champ magntique

uniforme

- Force magntique et

ses caractristiques

- Puissance de la

force magntique

- Etude thorique du

mouvement

- Quelques

applications :

Dflexion

magntique dans

le fonctionnement

dun poste

tlviseur

Spectrographe de

masse et

cyclotron,

pigeage des

particules

cosmiques en

physique des

particules

Il est fort souhaitable que ce chapitre

commence par une introduction au

produit vectoriel (symbole ). Les

notions de tridre et de tridre direct

seront donnes. Ces notions sont

importantes car, une fois quelles sont

matrises, ltude de la force

magntique sen trouve aise. Le

professeur amnera les apprenants

mettre qualitativement en vidence,

lexistence de la force magntique en

utilisant le dispositif des bobines de

Helmholtz. A dfaut de ce dispositif

peu courant chez nous, on pourra

utiliser la dviation du spot dun

oscilloscope ou la dformation de

limage dun poste tlviseur. Une fois

la mise en vidence faite, le professeur

donnera lexpression de la force de

Lorentz

BvqF

Le professeur entrainera les

apprenants lutilisation dune des

rgles dorientation vectorielle (main

droite, trois doigts de la main droite,

bonhomme dAmpre, tire-bouchon,

etc.) pour prciser le sens de

BouvF , en fonction du signe de la

charge q et des sens des deux autres

vecteurs. Une prcision sera apporte

sur les symboles et .

: perpendiculaire au plan de la

feuille et fuyant lobservateur.

: perpendiculaire au plan de la

feuille et venant vers lobservateur.

Remarque : moyen mnmotechnique

pour retenir ce

-Utilisation de lexpression

vectorielle de la force

lectromagntique

BvqF

- Dtermination des

caractristiques de chacun des

vecteurs

BouvF , suivant le signe de q.

- Dmonstration : le

mouvement dune particule

charge entrant avec une

vitesse

0v dans un champ

magntique

B uniforme est

plan, circulaire et uniforme si et

seulement si

0v est

perpendiculaire

B .

tablissement de la relation p

= ||.B. R.

- Calcul de la dviation

angulaire et de la dflexion

magntique dune particule

charge

symbolisme

Ce que voit lobservateur

si la flche sloigne de lui

Ce que voit lobservateur si la

flche se dirige vers lui

On ngligera le poids de la particule

devant la force magntique . On

pourra loccasion dun exercice,

montrer que est effectivement

ngligeable devant

Ltude du mouvement de la particule

lectrique dans le champ magntique

ne prendra en compte que le cas o la

vitesse de la particule est

perpendiculaire au vecteur induction

magntique

B . Le professeur mettra

un soin particulier dans la conduite des

apprenants lappropriation de la

dmarche permettant de montrer que

le mouvement de la particule seffectue

dans un plan et est circulaire et

uniforme ; il veillera ce que les lves

la matrisent bien. Les applications de

la force magntique seront donnes :

spectrographe de masse, cyclotron

(acclrateur de particules), la

dflexion magntique dans un

tlviseur. Le problme des filtres de

vitesses (superposition de et de )

sera rgl par des exercices.

Induction

lectromagntique

et auto-induction

-Induction

lectromagntique :

mise en vidence

exprimentale ; loi de

Lenz ; force

lectromotrice

dinduction :

Le phnomne se manifeste chaque

fois quil a variation du flux dun champ

magntique travers un circuit.

- Ralisation dune exprience

de mise en vidence du

phnomne dinduction

lectromagntique.

- nonc de la loi de Lenz et

son application pour dterminer

le sens du courant induit.

- Utilisation de lexpression de

la f. . m dinduction :

dt

de

- Calcul de la f. . m.

dt

de

-Auto- induction : mise

en vidence

exprimentale ; force

lectromotrice dauto-

induction ; auto-

inductance.

dinduction dans le cas dun

barreau se dplaant sur deux

rails parallles dans un champ

magntique uniforme.

- Exemples dapplications du

phnomne dinduction

alternateur,

transformateur

freinage par induction...

- Dfinition du phnomne

dauto-induction avec une

bobine

- Dfinition de lauto-

inductance

- Exploitation des expressions

du flux dauto-induction

= Li et de la f. . m

dauto-induction dt

Ldie

-

criture de la d.d.p. aux bornes

dune bobine de rsistance R

et dinductance L.

- Ralisation dun circuit

lectrique daprs son schma

et inversement.

- Lecture et exploitation des

courbes de grandeurs

physiques visualises ou

enregistres simultanment sur

un oscilloscope.

- Expression de lnergie

magntique emmagasine par

une bobine

2

2

1iLE .

- Expression de la puissance

lectrique change par une

bobine : dt

diLiRiP 2

1.2.3-Stratgies objet-dapprentissage

1.3- Stratgie denseignement/apprentissage

1.4-Documents de rfrence suggrs :

Physique terminale C et E. 1989. A. TOMASINO et al.

Sciences physiques. Rappels de Cours et exercices corrigs. Collection Union Bac

Terminales D, C et E.

Physique Terminale S Collection DURANDEAU 1995. Edition Hachette

Sciences physiques. Rappels de cours et. exercices corrigs. Collection GADO Terminales D,

C et E

Tous autres documents traitant de Champs et interactions

LES ANNEXES DE LA SA1

LES LOIS DE NEWTON

SOURCE : DURANDEAU, PHYSIQUE TS, Ed HACHETTE 1995, p 69

SOURCE : J. BOURDAIS, PHYSIQUE TCE, Ed BORDAS 1989, p 32


UNE DEMARCHE DE RESOLUTION DES

PROBLEMES DE MECANIQUE

SOURCE : EURIN, PHYSIQUE TD, Ed HACHETTE 1989, p 56

CHAMP MAGNETIQUE

SOURCES : TOMASINO, PHYSIQUE TCE, Ed NATHAN 1989, p 112 J. BOURDAIS, PHYSIQUE TCE, Ed BORDAS 1989, p 106


SOURCE : DURANDEAU, PHYSIQUE TS,

Ed HACHETTE 1995, p 48 ET 48


SOURCE : DURANDEAU, PHYSIQUE TS,

Ed HACHETTE 1995, p 48 ET 48 SOURCE : J. BOURDAIS, PHYSIQUE TCE, Ed BORDAS 1989, p 106

SOURCE : DURANDEAU, PHYSIQUE TS, Ed HACHETTE 1995, p 52 132

SOURCE : J. C. DUMIELLE, PHYSIQUE TCE, Ed BELIN 1989, p 126

SITUATION DAPPRENTISSAGE N2

TITRE : CHIMIE DES SOLUTIONS AQUEUSES

1. Elment de planification

1.1. Dure

1.2. Contenus de formation

1.2.1. Les comptences disciplinaires vises

1.2.1.1. La comptence disciplinaire n1

1.2.1.2. La comptence disciplinaire n3

1.2.2. Connaissances et techniques

DOMAINE : CHIMIE GENERALE

Connaissances et techniques

Indications pdagogiques et commentaires

Connaissances et techniques exigibles

(Evaluation)

A - Acides et bases en solu-tion aqueuse I - Leau 1. Leau, solvant ionisant

2.Produit ionique ; pH dune solution .

Leau

Le professeur partira des situations de vie courante pour amener les apprenants sapproprier les notions :

- de leau utilise comme solvant (solvant ionisant, dissociant, hydratant et dispersant) ;

- de son importance dans la nature et dans les ractions chimiques ;

- de la structure polaire de leau dont dcoule son important rle ;

- de son ionisation partielle traduite par lquation de la raction dautoprotolyse de leau dont on dduira lexpression : Ke = [H3O+] x [OH-].Ce produit Ke, appel produit ionique de leau, reste constant une temprature donne. Dans le cas thorique de leau pure, et 25C, llectroneutralit impose [H3O+] = [OH-]=10-7

mol L-1 ; donc Ke = [H3O+]x[OH-]=10-14 25 C.

Le professeur nvoquera pas la notion de lactivit dune espce en classe

Le professeur fera constater aux apprenants, partir de quelques mesures de pH, que tout rsultat numrique obtenu partir de la relation [H3O+] = 10-pH sera exprim avec un nombre de chiffres significatifs nexcdant pas trois.

- criture de lquation de la raction dautoprotolyse de leau - Mmorisation et utilisation de la valeur du produit ionique de leau 25 C

-Traduction par une quation de llectroneutralit dune solution aqueuse. - Calcul du pH connaissant les concentrations en ions H3O+ ou en ions OH- et inversement - Ralisation dune dilution. - Mesure du pH dune solution aqueuse.

.

II - Les solutions aqueuses dacide chlorhydrique et dhydroxyde de sodium. 1. Solution aqueuse dacide chlorhydrique 2. Solution aqueuse dhydroxyde de sodium. 3. pH des solutions aqueuses.

Les solutions aqueuses dacide chlorhydrique et dhydroxyde de sodium.

Le professeur noubliera pas que le but de cette tude est de rappeler essentiellement les proprits de ces solutions rencontres en classe de seconde.

Les manipulations seront ralises avec des solutions de concentrations comprises entre 10-3 et

10-1 mol.L.-1 (10-3 mol.L-1 C 10-1 mol.L-1). En effet pour des solutions plus concentres, les interactions lectroniques entre les ions ne peuvent plus tre ngliges.

Le professeur fera remarquer aux apprenants que, pour toutes ces solutions aqueuses dacide chlorhydrique ou dhydroxyde de sodium, la relation

pH = -logH3O+ nest valable que pour des concentrations C telles que 10-6mol.L-1 < C

1. Dfinition des couples acide base ; exemples. 2. Dfinition de la constante dacidit Ka ; applications : classification des couples acide-base, domaines de prdominance de la forme acide et de la forme basique 3. Cas particulier des acides forts et des bases fortes

aux apprenants lanalogie formelle avec la dfinition du couple oxydant - rducteur dj vu en classe de premire. En effet : - un rducteur engendre son oxydant conjugu sil perd un ou plusieurs lectrons selon le schma

rversible : Rd Ox+ne- - de mme le professeur amnera les apprenants constater quun acide AH se transforme en sa base conjugue A- sil perd au moins un proton H+ selon le schma rversible :

AH A- +H+

En saidant de la notation du couple redox Ox/Rd, les apprenants sapproprieront celle du couple acide-base AH/A-

Le concept de couple acide-base sera introduit partir dune tude exprimentale sur lexemple acide thanoque /ion thanoate, tude qui sera ralise, de prfrence, en travaux pratiques.

Le professeur amnera les apprenants montrer dabord que la raction de lacide thanoque avec leau est une raction dionisation limite et rversible et que lacide thanoque est un acide faible.

Les apprenants pourront montrer laspect limit de la raction entre cet acide et leau: - dune part, partir dexpriences qualitatives sur la

conductivit compare des solutions dacide thanoque et dacide chlorhydrique de mme concentration,

- dautre part, de manire quantitative partir de la mesure du pH de diffrentes solutions dacide thanoque. Pour quelques concentrations usuelles, ils pourront dterminer le rapport entre la quantit dacide thanoque qui a ragi avec leau, en donnant lion thanoate, et la

quantit dacide introduit :

CH COO

CH COOH CH COO

3

3 3

.

Ils constateront que ce rapport est faible, de lordre de quelques pour-cent.

Mais on ne parlera ni de coefficient dionisation ni de coefficient de dissociation ; tout dveloppement sur ce coefficient est rigoureusement hors du programme.

Pour mettre en vidence laspect rversible de la raction CH3COOH + H2O CH3COO

- +H3O

+ 1

2 le professeur amnera les apprenants sapproprier la raction inverse : raction entre lion thanoate (thanoate de sodium) et lion hydronium (acide chlorhydrique). Ltude quantitative, qui peut tre effectue partir de la mesure du pH, montre que cette raction est quasi totale.

Les apprenants constateront que cette raction fait intervenir deux couples acide-base.

rversible de la raction dune base faible ou dun acide faible avec leau ; - Reconnaissance des acides et bases conjugus. - Dfinition de la constante dacidit Ka. - Reconnaissance et criture des formules : a) des couples acide-base de leau (H3O+ /H2O et H2O/OH-). b) des couples acide-base suivants : acide thanoque / ion thanoate ; acide mthanoque / ion mthanoate ; acide monochloro thanoque / ion monochlorothanoate ; ion ammonium / ammoniac ; ion mthyl (mono, di, tri) ammonium / mthyl (mono, di, tri) amine ; ion thyl (mono, di, tri) ammonium / thyl (mono di, tri) amine. c)des acides et bases forts usuels tudis - Interprtation quantitative de la raction dun acide ou dune base faible avec leau : quation-bilan, recensement des espces chimiques prsentes dans la solution, calcul des concentrations des espces chimiques dune solution donne (acide faible, base faible, mlange acide-base conjugus) connaissant le pH,

Tout comme les demi-quations lectroniques utilises en oxydorduction les demi-quations protoniques ne doivent pas tre confondues avec des quations de ractions chimiques : en solution la vritable raction chimique rsulte de la comptition entre les deux couples antagonistes ; elle conduit un tat dquilibre reprsent par :

CH3COOH + H2O CH3COO- +H3O

+1

2 Les lves constateront quil sagit effectivement dun transfert de protons.

Sans reprendre intgralement une tude comparable la prcdente, les apprenants sapproprieront le couple ion ammonium / ammoniac, puis la formule des couples acide thanoque/ion thanoate et ion ammonium/ammoniac, celle des deux couples acide-base de leau et des couples suivants : acide mthanoque/ion mthanoate, acide monochlorothanoque/ion monochlorothanoate ; ion mthylammonium / mthylamine, ion thlylammonium / thylamine.

Lorsque lon met un acide faible ou une base faible ou les deux espces conjugues dun couple acide-base en solution aqueuse, les apprenants sapproprieront : - ltat dquilibre reprsent par : Acide + H2O Base + H3O

+

- lexpression de la constante dacidit Ka du couple

KaAcide

OHBase

3

Ka est une constante caractristique du couple considr et dpendant de la temprature ; il est aussi commode dutiliser la constante pKa dfinie par la relation pKa = -logKa.

La loi

Cte

Acide

OHBase

3 peut tre vrifie

exprimentalement. Pour cela on mesurera le pH de diffrents mlanges dacide thanoque et de sa base conjugue et on en calculera les concentrations

Le professeur amnera les apprenants constater quun acide est dautant plus fort que la constante Ka du couple auquel il appartient est plus grande, donc que le pKa est plus faible. (en mme temps, sa base conjugue sera dautant plus faible).

Les indicateurs colors pourront tre signals comme des exemples dacides ou de bases faibles.

-Concernant les couples de leau H3O+/H2O et H2O/OH

- on ne donnera aucune indication sur les valeurs de leurs constantes Ka ou pKa. - On ne parlera pas de la constante Kb et on se gardera donc de la dfinir, fortiori, de donner la relation entre Ka, Kb et Ke.

calcul de la constante dacidit partir des concentrations des espces chimiques. - Dtermination de la forme prpondrante dun couple acide- base connaissant son pKa et le pH de la solution - Comparaison des forces des acides (ou des bases) de plusieurs couples connaissant les constantes dacidit Ka et inversement

- En tout cas il est hors de question dvoquer la valeur de cette constante Ka pour les acides forts et les bases fortes car lune des formes conjugues nexiste pas dans la solution.

En adoptant la valeur de la constante Ka ou de la constante pKa comme critre, et en se limitant aux monoacides, le professeur amnera les apprenants : - classer quelques couples acide-base

emprunts aux autres parties du programme : acides carboxyliques et leurs anions, ions alkylammonium et amines correspondantes ; - dfinir les domaines de prdominance ; - lier la couleur dun indicateur color la

forme prdominante du couple relatif cet indicateur. :

. IV - Ractions acide-base 1. Acide faible, base forte 2. Acide fort, base faible 3. Acide fort, base forte

Ractions acide - base

Pour cette tude il ne sagira que des monoacides et des monobases.

Le professeur amnera les apprenants crire lquation bilan de la raction entre un acide faible et une base forte (ou entre une base faible et un acide fort) en ne faisant intervenir que les seules espces chimiques majoritaires des ractifs. On crira donc par exemple

CH3COOH + OH- CH3COO

- + H2O

NH3 + H3O+

NH4+ + H2O

Lors du dosage dun acide fort par une base forte et vice versa, les apprenants traceront la courbe de variation du pH et constateront que cette courbe prsente trois parties avec un seul point dinflexion correspondant au point dquivalence acido-basique de pH = 7 25 C.

Ils traceront aussi la courbe de variation de pH lors de la raction de la solution dacide thanoque de concentration proche de 10-1 mol. L-1 avec la solution dhydroxyde de sodium de concentration voisine (et de la raction de la solution dammoniac avec une solution dacide chlorhydrique de concentration voisine).et noteront ici lallure de cette courbe au voisinage de son point de dpart, son point dinflexion la demi-qui-valence et la valeur correspondante du pH (pH = pKa), la variation du pH au voisinage du point dquivalence o le pH nest plus gal 7, enfin son allure aprs le point dquivalence Lorsque le pH la demi-quivalence est gal au pKa, ils sapproprieront :

- Mmorisation et exploitation *du processus de transfert du proton dans une raction acide base ; *du caractre pratiquement totale dun acide faible avec une base forte, dun acide fort avec une base faible et dune base forte avec un acide fort. - Interprtation de lallure des courbes de variation de pH dans les cas de dosages suivants : acide fort -base forte, base forte- acide fort acide- faible - base forte, base faible - acide fort. - Dfinition, dtermination et exploitation du point dquivalence dans une raction acide - base donne et situation de sa position par rapport au pH = 7. - Dfinition et exploitation de la demi-quivalence lors des dosages acide faible - base

- une proprit remarquable dune telle solution : son pH est trs peu sensible voire insensible la dilution ; - la dfinition dune solution tampon, ses proprits caractristiques puis les trois mthodes pratiques de sa prparation.

forte et base faible- acide fort: pH = pKa (dans la plupart des cas). - Dfinition dune solution tampon et prcision de ses caractristiques. - Prcision de limportance de leffet tampon dans les milieux biologiques. -Mmorisation de : un indicateur color est caractris par une zone de virage. - Dfinition et dlimitation de la zone de virage dun indicateur color

- Ralisation dun dosage volumtrique : exploitation graphique dune srie

C - Cintique chimique I - Dfinition de la vitesse de formation et de disparition dun corps

Cintique chimique

La cintique chimique est ltude du droulement des ractions chimiques dans le temps. Son but premier est de mesurer la vitesse instantane des ractions mais son intrt majeur est de fournir des renseignements irremplaables sur leur mcanisme, lchelle microscopique.

Dfinition de la vitesse de formation dun corps

Lexprience montre quil existe des ractions rapides (ractions acide-base, prcipitation du chlorure dargent, prcipitation du sulfate de baryum, explosion...) et des ractions suffisamment lentes pour que lon puisse suivre aisment leur volution. Dans ce dernier cas, par exemple, pour toute

raction chimique lente note :A + B C + D, on peut facilement suivre la formation de lun des produits, par exemple C, de la raction ou la disparition de lun des ractifs, par exemple A, et chercher dterminer comment la quantit de ce corps varie au cours du temps.

En Terminale ltude quantitative des vitesses de formation dun produit ou de disparition dun ractif ne sera aborde que pour les ractions en solution aqueuse dont le volume reste constant.

Le professeur amnera les apprenants dfinir alors la vitesse de formation du corps C comme tant la drive par rapport au temps de la

concentration ou de la quantit de matire de C:

dt

dnouV

dt

CdV CCC

(nc = nombre de mole du corps C.) et aussi la vitesse de disparition du ractif A par la

relation symtrique :

Vd A

dtouV

dn

dtA A

A ;

compte tenu de cette dfinition, la vitesse de disparition dun ractif est galement positive comme celle de formation dun produit. Il existe dailleurs entre toutes ces vitesses la relation :

V V V VA B C D

II - tude qualitative de linfluence des concentrations et de la temprature. 1 - Influence des concentrations

2- Influence de la temprature.

Etude qualitative de linfluence des concentrations et de la temprature

Ltude sera essentiellement exprimentale. Les exemples ci-dessous mentionns ne seront pas limitatifs mais ce sont les seuls dont la connaissance sera exige. Les lves devront donc savoir crire les quations - bilans de ces ractions partir des demi-quations lectroniques des couples oxydo-rducteurs en prsence.

1- Influence des concentrations

En gnral, la vitesse de formation dun corps augmente si lon fait crotre la concentration des corps ragissants. On le montrera lors dtudes exprimentales ralises en travaux pratiques ou en T.P.-cours. En aucun cas on ne cherchera faire une tude quantitative de linfluence des concentrations sur la vitesse des ractions. Exemple 1 : Dismutation de lion thiosulfate S2O32- en milieu acide, en soufre et dioxyde de soufre. Exemple 2 : Action dune solution de peroxodisulfate de potassium sur une solution diodure de potassium. 2 - Influence de la temprature Dans la majorit des cas, la vitesse de formation dun corps augmente avec la temprature. Toute considration quantitative ce sujet est hors programme. Exemple 1 Action dune solution de peroxodisulfate de potassium sur une solution diodure de potassium

Exemple 2 Dcoloration dune solution de permanganate de potassium en milieu acide, par lacide oxalique.

- Dfinition de la vitesse de formation ou de disparition dun corps dans le cas o le milieu ractionnel a un volume constant - Dfinition de la vitesse moyenne de formation ou e disparition dun corps dans le cas o le milieu ractionnel a un volume constant - Exploitation graphique des rsultats issus dune srie dexpriences de cintique. - Dtermination dune vitesse de formation et prcision de son unit. - Reconnaissance et nom des couples redox suivants: S2O82- / SO42- ; I2/ I- ; MnO4- / Mn2+ ; CO2/C2O42- ; S4O62- / S2O32- ; -Ecriture de leurs demi-quations redox et exploitation quantitative de leurs quations-bilan

Le professeur amnera les apprenants sapproprier limportance pratique de cet accroissement de vitesse par lvation de temprature : au laboratoire, dans lindustrie, et mme dans la vie courante. (autocuiseur ; conservation des aliments par le froid ).

Il est indiqu lattention des professeurs quils pourront, dfaut des produits utiliss dans les exemples prcits, pour illustrer leurs cours, faire les expriences avec les produits courants de chez nous comme : - le formol ou tout aldhyde oxyd par le nitrate dargent ammoniacal. - le sucre -lalcool oxyd par le permanganate de potassium ou par le bichromate de potassium en milieu acide.

III Catalyse 1 - Dfinition 2 - Exemples

- Catalyse.

On choisira pour cette tude, des exemples aussi bien en chimie minrale quen chimie organique.

. En se basant sur les exemples de catalyse vus en classe de seconde et de premire, le professeur amnera les apprenants sapproprier les dfinitions relatives au catalyseur, la catalyse, la catalyse homogne, htrogne et lautocatalyse. Exemples de catalyse homognes -Estrification de lthanol par lacide thanoque. -Oxydation des ions iodure I- par les ions peroxodisulfate - Raction entre les ions permanganate MnO4- et lacide oxalique H2C2O4 Dans ce dernier exemple, on constate que lun des produits forms (ici Mn2+) catalyse la raction qui lengendre : on parle dautocatalyse. Exemples de catalyse htrogne. - Raction entre les gaz dihydrogne et dioxygne avec le platine Pt comme catalyseur :

OHOH Pt 222 22

- Addition deau sur lactylne ; catalyseur : Hg2+ en milieu acide sulfurique :

C2H2 + H2O C2H5OHHg

2+

- Hydrognation de lactylne ; catalyseur : Pt ou Ni :

6222624222 ; HCHCHCHCHCNiPtPt

- Raction du dihydrogne sur le monoxyde de

-mmorisation et exploitation de : * laction dune solution dacide chlorhydrique sur une solution de thiosulfate de sodium donne du soufre, * la vitesse de formation dun corps augmente en gnral avec laugmentation des concentrations des corps ragissants - Exploitation graphique des rsultats dune srie dexpriences portant sur la variation des concentrations des corps ragissants ou sur celle de la temprature. - Citation des applications pratiques de linfluence de la temprature sur une vitesse de raction. - dfinition dun catalyseur et prcision de ses proprits - Citation de

1.2.3. Stratgies objets- dapprentissage

1.3. Stratgies denseignement/apprentissage

1.4. Documents de rfrence suggrs

- Chimie terminale D. 1989. A. TOMASINO et al.

- Sciences physiques. Rappels de Cours et exercices corrigs. Collection Union Bac

Terminales D, C et E.

- Sciences physiques. Rappels de cours et. exercices corrigs. Collection GADO Terminales D,

C et E

- Tous autres documents traitant du sujet

carbone ; catalyseur : Ni ou ZnO.

OHCHHCOOHHCHCO ZnONi 322222 2;232

N.B. Pour ces diffrents exemples voqus ou tudis il nest pas question dexiger des lves la connaissance des tapes intermdiaires.

Le professeur aidera les apprenants remarquer limportance de la grande surface de contact entre les ractifs et le catalyseur do la ncessit dutiliser celui-ci sous forme de poudre, de mousseetc. et. lintrt de la catalyse enzymatique dans la vie courante.

quelques exemples de catalyseurs et de leur importance pratique

LES ANNEXES DE LA S.A.2

2- Par dilution dune solution de concentration connue

Annexe 1 : Prparation des solutions aqueuses

Source : Chimie Terminale S 2006 Collection DURUPTHY HACHETTE. Page 348

1. Par dissolution dun compos solide

1.1. Objectif

Prparer un volume v de solution de concentration C par dissolution

dun compos de masse molaire M.

La masse m dissoudre vaut m=M.C.V

(m en g ; M en g.mol-1 ; V en L et C en mol.L-1).

1.2- Ralisation pratique

Soit prparer, par exemple, 100,0mL de solution de sulfate de

cuivre (II) de concentration 0,100mol.L-1 partir de CuSO4, 5H2O

de masse molaire M = 249,7 g.mol-1 ; m = 249,7 x 0,100 x 0,100 =

2,50g.

Les tapes de cette prparation sont les suivantes :

Doc. 4 : Une fois la dissolution termine, ajouter

de leau distille, la pissette au dbut (a), puis

la pipette simple pour terminer au niveau du trait

de jauge (b).

Doc. 5 : Reboucher la fiole jauge

et la retourner plusieurs fois pour

bien homogniser la solution

Doc 3 : Remplir la fiole jauge aux trois

quarts avec de leau distille (a), et, aprs

lavoir bouche, lagiter pour dissoudre le

solide (b).

Doc. 1: peser prcisment m en prlevant le solide

avec une spatule propre et sche (b), et en le plaant

dans une capsule ou un verre de montre

pralablement pes (a).

Doc. 2 : Introduire le solide dans une fiole jauge de

100mL avec un entonnoir solide, rincer la capsule ou

le verre de montre et lentonnoir avec de leau distille.

2.1- Objectif : Prparer un volume V de solution de concentration C par dilution dune solution de

concentration C0 connue prcisment. Le volume V0 prlever vaut : F

V

Co

C.VVo

(C et C0 en mol.L-1, V et V0 en mL) ; F est le facteur de dilution : C

CoF

2.1- Ralisation pratique : Soit prparer, par exemple, 50,0mL de solution de permanganate de potassium de concentration 2,00 x 10-2 mol.L-1 par dilution dune solution mre 0,100mol.L-1.

mL10,00,100

10x2,00x50,0

Co

C.VVo

2

3 Par dilution dune solution commerciale

3.1- Objectif : Prparer un volume V de solution de concentration C par dilution dune solution de densit d, contenant en masse p% de produit de masse molaire M. Le volume V0 prlever est tel

que V.C = V0.C0 avec : eau.d.P

C.V.M100.soitVo

100.M

P.d.Co eau (Vo et V en mL, M en g.mol-1, C en

mol.L-1 et en g.L-1) 3.2- Ralisation pratique : Soit prparer, par exemple, 200,0mL de solution dacide chlorhydrique 0,50mol.L-1par dilution dune solution commerciale de densit d = 1,16 contenant 37 % dacide

pur. .mL8,51000x1,16x37

0,50x200,0x36,5x100Vo

Doc 7 : Introduire la solution prleve dans une

fiole jauge de 50mL (a) et (b).

La fin de la prparation seffectue comme pour

la dissolution dun compos solide (voir1 ; doc

3, 4 et 5).

Doc 6 : Verser la solution diluer dans un

bcher (a). Prlever 10,0mL de solution laide

dune pipette jauge un trait ou deux traits,

munie dune pipette ou dun pipeter (b) et (c).

Source : Chimie Terminale S 2006 Collection DURUPTHY HACHETTE Page 349

Doc.9 : La solution prleve est introduite

dans une fiole jauge de 200,0 mL contenant

dj environ 100mL deau distille, afin de

modrer llvation de temprature

accompagnant la dilution et de limiter les

ventuelles projections. La fin de la

prparation est analogue celle de la

dissolution dun compos solide (voir 1, Doc

3,4 et 5).

Doc 8 : La solution tant corrosive et trs

concentre, mettre des lunettes et des gants de

protection. Verser la solution diluer dans un

bcher, laide dune pipette gradue de 10mL munie dun pipeter, prlever 8,5mL de solution

Annexe 3 : Les courbes de dosage

Dosage acide fort- base forte

Source : Chimie Terminale D 1989. A. TOMASINO et al. Collection NATHAN Page 84 et 87

B.B.T E E pHE

pHE

VBE

Dosage acide faible- base forte Dosage base faible- acide fort

Source : Chimie Terminale D 1989. A. TOMASINO et al. Collection NATHAN Pages 97 et 103

E

E1/2

pkA

VaE Va1/2

E1/2

pHE

pkA

pHE

VBE VB1/2

2- Quelques exemples de ractions

Exemple 1 : Dismutation de lion thiosulfate S2O32- en milieu acide, en soufre et dioxyde de

soufre.

Elle sobtient en faisant ragir une solution de thiosulfate de sodium sur la solution dacide

chlorhydrique. En milieu acide, lion thiosulfate S2O32-se dismute selon lquation-bilan: S2O32- +

2H3O+ SO2+S + 3H2O.

Le soufre solide qui se forme reste en suspension : il rend peu peu la solution opaque do

lutilisation de ce phnomne pour valuer la vitesse de formation du soufre (confer lexprience

affrente).

En fait lion S2O32- apparat dans deux couples rdox S2O32-/S ; SO2/S2O32- comme loxydant

dans lun et le rducteur dans lautre.

Les demi-quations lectroniques sont :

S2O32- 6H+ 4e-2S + 3H2O

S2O32- + H2O2SO2 + 2H+ + 4e-

do: S2O32- + 2H+ 2S + SO2 + H2O

ou en milieu aqueux S2O32- + 2H3O+S + SO2 + 3H2O.

Cette raction est essentiellement plus complexe quon ne le pense car les produits ont des

proprits acido-basiques, donc susceptibles de ragir avec le ractif H3O+ ;

N.B : Le professeur vitera dvoquer cet aspect avec les lves.

Exemple 2 : Action dune solution de peroxodisulfate de potassium sur une solution diodure de

potassium.

Ici lion iodure I- appartient au couple I2/I- et lion peroxodisulfate S2 O82-- appartient au

couple, S2O82 -/SO42 -do lquation-bilan :

Annexe 4: Vitesses de raction 1. Les courbes

Courbe de formation dun produit

Courbe de disparition dun ractif

Source : Chimie Tle D 1989 ; A. TOMASINO et al.Collection NATHAN. p. 264 et 267

S2O82 - 2I - 2SO42 - I2

Ainsi en mlangeant ces deux solutions, il apparat une couleur jaune, jaune brun, et brune selon

les concentrations initiales, traduisant la formation de plus en plus grande du diiode I2. Dans cet

exemple 2, la complexation des ions iodure avec les molcules I2 (I2 + I-I3-) est une raction

concurrente de loxydation des ions iodure. L encore les interprtations sont plus complexes quil

ny parat.

Influence de la temprature

Dans la majorit des cas, la vitesse de formation dun corps augmente avec la

temprature. Toute considration quantitative ce sujet est hors programme.

Exemple 1 Action dune solution de peroxodisulfate de potassium sur une solution diodure de

potassium.

Pour cet exemple, on fait trois parts dun mlange en volume gaux de solutions de mme

concentration diodure de potassium et de peroxodisulfate de potassium : une part est place dans

la glace fondante, la deuxime est laisse la temprature ordinaire et la troisime est mise au

bain marie 70C environ. On observe alors que lapparition de la couleur brune de I2 est dautant

plus rapide que la temprature du milieu ractionnel est leve.

Exemple 2 Dcoloration dune solution de permanganate de potassium en milieu acide, par lacide

oxalique.

Pour cette raction rdox on a les couples MnO4-/Mn2+ et CO2/H2C2O4

Avec les demi-quations lectroniques :

MnO4- + 8H++5 e- Mn2++ 4H2O (x2)

H2C2O4 2CO2 + 2H+ + 2 e- (x5)

On a 2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

Dans cette exprience, la dcoloration de la solution de permanganate de potassium, trs lente

temprature ordinaire, est immdiate 70C.

Les diffrents types de catalyse

Le catalyseur est une substance qui augmente la vitesse de formation dun corps sans

entrer dans le bilan de la raction. Mais en fait, le catalyseur participe parfois aux processus

ractionnels intermdiaires.

Un catalyseur ne modifie pas un tat dquilibre ; il catalyse les deux ractions inverses ; un

catalyseur peut slectionner une raction parmi plusieurs ractions possibles.

La catalyse homogne correspond au cas o le catalyseur est dans la mme

phase que les corps ragissants. Si on considre la catalyse de lestrification par les ions H3O+;

les ractifs (lacide et lalcool) et les ions H3O+ sont miscibles ; il sagit bien dun milieu homogne

(une seule phase : liquide) : on parle de catalyse homogne.

Exemple 1 Estrification de lthanol par lacide thanoque. c

CH3COOH + C2H5OH CH3CO + H2O

OC2H5

H3O+

Exemple 2 : Oxydation des ions iodure I- par les ions peroxodisulfate S2 O82-.

2I- + S2O8

2- I2 + 2SO42-Fe

3+

Exemple 3 : Raction entre les ions permanganate MnO4- et lacide oxalique H2C2O4

2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H3O

+ 2Mn2+

+ 10CO2 + 14H2OMn

2+

N.B. : Dans ce dernier

exemple, on constate que lun des produits forms (ici Mn2+) catalyse la raction qui lengendre :

on parle dautocatalyse.

Dans la plupart des exemples rencontrs en classe de seconde et de premire, le milieu

ractionnel est homogne (le plus souvent gazeux), mais le catalyseur est solide ; le catalyseur et

les ractifs ne sont pas constitus dune mme phase (gaz, solide) : dans ce cas on parle de

catalyse htrogne.

Exemples :

Raction entre les gaz dihydrogne et dioxygne avec le platine Pt comme catalyseur :

2H2 + O2 2H2OPt

Addition deau sur lactylne ; catalyseur : Hg2+ en milieu acide sulfurique :

C2H2 + H2O C2H5OHHg

2+

Hydrognation de lactylne ; catalyseur : Pt ou Ni :

624222 HCHCHCPtPt : 6222 HCHC

Nit

Raction du dihydrogne sur le monoxyde de carbone ; catalyseur : Ni ou ZnO.

OHHCHCO Ni 2222 232 ; OHCHHCOZnO 322

Ainsi limportance des catalyseurs apparat tout au long de cette tude. On terminera en

soulignant que la catalyse permet, dune part de dclencher des ractions infiniment lentes (Exp. :

synthse de leau) dautre part, de slectionner une raction parmi plusieurs ractions possibles

suivant le catalyseur choisi.

De mme que les catalyseurs augmentent la vitesse des ractions chimiques, il existe des

composs appels inhibiteurs qui la diminuent. Par exemple, le tertiobutyl-4 pyrocatchol est

linhibiteur qui bloque la polymrisation du styrne et permet de le conserver dans un flacon.

Par ailleurs au cours de certaines ractions catalyses par un solide, des impurets

peuvent se dposer la surface du catalyseur et rendre celui-ci moins efficace ; ces composs qui

diminuent lactivit du catalyseur sont appels poisons de celui-ci.

3 Comment calculer le rendement dune raction chimique

1- Rappels

Soit la raction chimique dquation '''' BbAabBaA . Au cours de la raction les

ractifs A et B disparaissent et les produits A et B se forment.

En dbut de raction, supposons que lon ait introduit les quantits de matires Ani et Bni des ractifs A et B respectivement.

- Lorsque

b

Bn

a

An ii le mlange de ractif est stchiomtrique.

- Lorsque

b

Bn

a

An ii le ractif A est en dfaut par rapport au ractif B et est qualifi de ractif

limitant.

A tout instant t, au cours de la raction, le mlange ractionnel renferme les quantits de

matires BnetAn rr de ractifs restants (nayant pas encore ragi) et les quantits de matires '' BnetAn ff de produits forms. Les quantits de matires de produits forms

sont en proportionnalit avec les quantits de matires de ractifs disparus :

'

'

'

'

b

Bn

a

An

b

Bn

a

An ffdd (1).

De plus, en raison de la conservation de la matire on a pour les ractifs :

AnAnAn rdi (2) et BnBnBn rdi (3).

2- Rendement dune raction chimique

2.1 Dfinition 1

Pour une raction chimique dquation '''' BbAabBaA , le rendement r est le rapport,

exprim en %, entre la quantit de matire (ou la masse) de produit (A par exemple)

rellement forme 'An f et sa quantit de matire (ou la masse) thorique 'Anth qui se

formerait si la totalit du ractif limitant (A par exemple) ragit.

100

'

'

An

Anr

th

f (4)

Or en raison de la proportionnalit voque au niveau de la relation (1) on a

a

An

a

An dth '

'

(5)

Mais lorsque la totalit du ractif limitant initialement introduit ragit la relation (2) devient

AnAn id (6) car 0Anr . La relation (5) devient alors

a

An

a

An ith '

' (7)

On tire 'Anth pour ensuite le remplacer dans la relation (4).

On obtient alors :

100

'

'

An

An

a

ar

i

f (8)

2.2 Dfinition 2

Considrons la raction chimique dquation '''' BbAabBaA . Le rendement r d'une

telle raction chimique est le rapport, exprim en %, entre la quantit de matire (ou la masse)

de ractif limitant (A par exemple) rellement disparue And et la quantit de matire (ou la

masse) du mme ractif initialement mise en raction Ani .

100An

Anr

i

d (9)

En raison de la proportionnalit voque au niveau de la relation (1) on a

'

'

a

An

a

An fd On

tire alors And pour le remplacer dans la relation (9). On obtient encore la mme relation (8) :

100

'

'

An

An

a

ar

i

f

3- Remarque

Dans la pratique lexploitation directe de lune ou lautre de ces deux dfinitions (formules 4

et 9) dpend des moyens dont on dispose pour suivre lvolution de la raction.

- Lorsquon a la possibilit de suivre lvolution de la raction en mesurant directement la

quantit du produit form 'An f , la premire dfinition peut tre adopte et on applique la

formule (4) :

100

'

'

An

Anr

th

f en combinaison avec la formule (7).

- Lorsquon a la possibilit de suivre lvolution la raction en mesurant directement la

quantit du ractif limitant restant Anr , la deuxime dfinition peut tre adopte et on

applique la formule (9) :

100An

Anr

i

d en combinaison avec la formule (2) do on tire

AnAnAn rid .

NB : Dans le cas particulier o les ractifs sont initialement mlangs dans des proportions

stchiomtriques on calcule le rendement de la raction en se basant sur lun quelconque des

ractifs.

4. LA VITESSE DE REACTION

Considrons une raction dont l'quation bilan s'crit : ; , et et

sont les coefficients stchiomtriques qui sont gnralement des entiers naturels.

Lorsque la raction progresse, les ractifs de dpart disparaissent alors que les produits se

forment en respectant la stchiomtrie de la raction, c'est dire les proportions indiques par les

coefficients de l'quation bilan.

Si la date t, la progression de la raction se traduit par une variation des quantits ; ;

le respect de la stchiomtrie permet d'crire que tous les rapports sont gaux au

signe prs.

Ce rapport dfini la variation de l'avancement de la raction (not ) entre son tat initial

(avancement nul) et son l'tat final (avancement maximal). 1

La vitesse de raction est dfinie par la drive de l'avancement de la raction par rapport au

temps: .2 Elle s'exprime donc en mole par unit de temps. (Nota : on utilise souvent

la place de ).

Dans le cas frquent de ractions s'effectuant dans un systme de volume constant (c'est en

particulier les cas des ractions en solution), la vitesse est dfinie par rapport la variation de la

concentration. On l'appelle alors vitesse volumique de raction3 :

est la concentration de l'espce ; est son coefficient stchiomtrique. Dans cette

relation (tout comme dans la dfinition de l'avancement de raction) est affect du signe

- pour les ractifs et du signe + pour les produits qui se