Chapitre TF1 : Description d’un système en transformation
La chimie est une science de la nature, science de la matière et de sa transformation. Ce chapitre de thermodynamique a pour but de modéliser les transformations rencontrées dans la vie courante, en milieu industriel, au laboratoire ou dans le monde du vivant.
La réaction de fission de l’uranium, par exemple, permet la production d’énergie. C’est une transformation nucléaire. La fonte de la banquise au pôle nord est une transformation physique. C’est la fusion de la glace.
La combustion du butane (gaz de ville), la décharge d’une batterie de téléphone, la synthèse d’un médicament dans un laboratoire pharmaceutique, la respiration d’une plante sont des exemples de transformation chimique.
- Document de cours
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- La vidéo sur les cristaux de gypse géants dans la grotte de Naica au Mexique : ici
- La vidéo sur la peste de l’étain : cliquer ici
- Pour changer : Les diagrammes de phases en BD!et la dernière page ici.
- La vidéo qui illustre le point triple du diazote se trouve ici, les notions vraiment abordées en cours commencent au bout de 16 min 40 s environ : point triple du diazote-cliquer ici
- la vidéo montrant le passage de l’état L=G de CO2 dans la phase supercritique est CO2 supercritique
- Expérience du regel de la glace : expérience de Tyndall
- Planche d’exercices (et conseils) + Correction
- Approche documentaire : les fluides supercritiques
Chapitre TF2 : La transformation chimique
Pour mettre en oeuvre une synthèse au laboratoire, ou pour produire une substance à l’échelle industrielle, un opérateur doit introduire, dans un réacteur, les espèces chimiques qui vont réagir. L’état initial est a priori un état hors équilibre.
L’objectif de l’étude thermodynamique de la transformation chimique et de prévoir le sens d’évolution d’un système et de prévoir son état final. Le système évolue-t-il dans le sens direct (formation des produits)? Dans les sens indirect (formation des réactifs à partir des produits)? En fin de transformation, reste-t-il des réactifs? On cherche à savoir si l’état final est un état d’équilibre ou si la transformation est totale.
- Document de cours
- Récapitulatif
- Planche d’exercices (et conseils + méthodes)
- Pour résoudre des équations du second degré à la calculatrice : voici quelques pistes. En premier lieu, regardez le manuel de votre calculatrice (que vous pouvez trouver sur le net si vous ne l’avez plus). Cela sert souvent quand on doit trouver la composition d’un système à l’équilibre. On écrit alors l’expression de K° en fonction de l’avancement et on résout une équation. Je vous rappelle qu’il est très utile de pouvoir le faire à la calculatrice pour que ce soit rapide. Regardez le manuel de votre calculatrice et n’hésitez pas à vous aider entre vous! Vous avez à peu près tous les mêmes! Quand il y a plusieurs racines, c’est à vous de choisir celle qui convient d’un point de vue chimique.
Chapitre TF3 : Cinétique chimique : évolution temporelle d’un système chimique
L’étude thermodynamique d’un système chimique ne tient pas compte du temps nécessaire pour atteindre l’état final. On observe pourtant, dans le monde qui nous entoure, que certaines réactions chimiques sont lentes (maturation du vin par exemple), d’autres rapides.
Comment modéliser la cinétique d’une transformation chimique à l’échelle macroscopique, en réacteur fermé de composition uniforme?
Dans l’industrie, une transformation chimique est souvent menée en réacteur ouvert. Comment alors modéliser la cinétique?
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- Récapitulatif
- Comment réaliser une régression linéaire à la calculatrice : c’est indispensable à savoir faire!!! document complémentaire et exercices d’entraînement.
- Planche d’exercices (et conseils) et la correction
- Approche documentaire sur les radionucléides
- Drôles d’expériences :
- La réaction de Briggs-Rauscher : c’est ici avec les explications.
- L’horloge bleue (ou horloge au diiode) : c’est ici avec les explications.
- Les diapos montrées en cours
La réaction de Briggs-Rauscher
Horloge à iode : au début incolore (pas de diiode) puis bleu foncé tout d’un coup (présence de diiode)
Chapitre TF4 : Mécanismes réactionnels en cinétique chimique
Toute transformation chimique de réactifs en produits s’explique par des collisions entre entités chimiques au cours desquelles des électrons de valence se réarrangent, ce qui conduit à des ruptures de liaison et/ou de formation de liaisons.
Etablir le mécanisme d’une réaction complexe, c’est la décomposer en une suite d’actes élémentaires.
- Document de cours
- Feuille d’exercices
- Animation sur les surfaces d’énergie potentielle