Acquis d'apprentissage

L'ensemble des Acquis d'Apprentissage spécifiques (AAs) sont disponibles sur la page WebCampus de l'UE SCHIB112. Seuls les Acquis d'apprentissage intermédiaires (c.àd regroupant des AAs spécifiques relevant d'une même thématique) seront ici développés.

Au terme de son apprentissage, l’étudiant(e) sera en mesure, pour le cours de chimie générale des solutions :

  • de déterminer quantitativement le pH de solutions diverses, résultant ou non d'un mélange de substances, en solution aqueuse.
  • de dessiner et exploiter une courbe de titrage relative au titrage d'un acide fort, d'une base faible, d'un acide faible, d'une base faible, d'un ampholyte et de mélanges de substances, en solution aqueuse.
  • de dessiner et exploiter un diagramme-bilan des quantités de matière des différentes espèces chimiques, relatif au titrage d'un acide fort, d'une base faible, d'un acide faible, d'une base faible, d'un ampholyte et de mélanges de substances, en solution aqueuse.
  • de dessiner et déterminer les formes (chargée positivement, zwitterion, chargée négativement) d'un acide aminé donné à différents pH, et de les exploiter dans le cadre de problèmes qualitatifs et quantitatifs.
  • d'appliquer les conditions nécessaires à l'optimisation du pouvoir tampon d'un mélange tampon.
  • d'appliquer la loi d'Ostwald dans le cadre de problèmes quantitatifs en solution aqueuse.
  • de résoudre quantitativement des problèmes stoechiométriques impliquant la pondération de réactions d'oxydo-réduction ou de réactions acido-basiques, en solution aqueuse.
  • d'appliquer les conditions de réalisation quantitative d'une réaction acido-basique, d'une réaction d'oxydo-réduction, d'une réaction de précipitation, d'une réaction de complexation, à partir d'un tableau de données (Ks, Ka, Ki, Kd).
  • de déterminer la solubilité d'un corps insoluble à partir de son Ks
  • de déterminer quantitativement les duretés totale, temporaire et permanente d'une eau minérale ou d'extraire de ces données les concentrations en ions calcium, magnésium et bicarbonates.
  • de décrire la structure et expliquer le fonctionnement de piles diverses abordées au cours. 

Objectifs

 

Ce cours a pour objectifs généraux de :

  • donner à l'étudiant une formation de base rigoureuse dans les aspects fondamentaux de la chimie générale en solution aqueuse ;
  • approfondir la description de la matière (oxydant, réducteur, acide, base, etc.) ;
  • expliquer dans les trois niveaux de savoirs (macroscopique, microscopique et symbolique) et prévoir la réalisation des transformations chimiques ;
  • solutionner des problèmes quantitatifs, concretisés dans des situations authentiques ;
  • d’interpréter des données présentées sous différentes formes (tableau de données, graphique, texte, etc.)

Contenu

Ce cours développe les théories fondamentales de la chimie des réactions en solution aqueuses (dissociation, acide-base, redox, précipitation, complexation). Après avoir défini le profil des réactifs en solution aqueuse, les concepts thermodynamiques étudiés dans l’UE SCHIB111 seront appliqués pour estimer l’avancement des réactions. Différentes applications de ces réactions seront décrites.

Table des matières

Chapitre 1 Les réactions de dissociation et d’ionisation

Caractéristiques physico-chimiques de l'eau / Concepts reliés au phénomène de dissolution/ Notions d'électrolyte et de concentrations / Loi d'Ostwald / Auto-protolyse

Chapitre 2 Les réactions d’oxydoréduction

2.1. Concepts-clés / Pondération des rédox / Piles

2.2. Titrages indirects et titrages en retour / Problèmes stoechiométriques

Chapitre 3 Acides, bases et pH

3.1. Historique des concepts d'acide et de base / Théorie d'Arrhenius / Théorie de Brönsted-Lowry / Ampholytes / Ionisation / Force des acides et des bases / Types de réactions

3.2. Produit ionique de l'eau / Lien entre Ka et Kb / Prédiction des réactions acido-basiques 

3.3. Concept de pH / pH au quotidien / Formules approchées de pH

3.4. Intoxication à l'antigel / Mélanges tampons / Mélanges d'acides ou de bases

3.5. Substances naturelles / Modèle d'Ostwald des indicateurs colorées / Choix des indicateurs

Chapitre 4. Courbes de titrage

4.1. Principes des titrages / Types de titrages acido-basiques : aF/bF ; bF/aF

4.2. Types de titrages acido-basiques : af/bF ; bf/aF ; acide polyfonctionnel/bF

4.3. Types de titrages acido-basiques : mélange d'acides/bF / choix des indicateurs

4.4. Tampons et pH physiologique / Acide aminé et pH

Chapitre 5. Les réactions de solubilité et de complexation

5.1. Eaux minérales et naturelles / Dureté de l'eau / Adoucisseurs

5.2. Solubilité / Produit de solubilité / Réactions de précipitation / Précipitations sélectives / Produit ionique

5.3. Complexes / Liaisons de coordination / Constantes d'instabilité / Dissolution de précipités / Applications concrètes

Exercices

Les séances de Travaux Dirigés (TD) sont organisées en groupes restreints (max 30 étudiants).

Pour les groupe géologie, géographie et physique, des séances de TP seront organisées.

Méthodes d'enseignement

Pour ce cours, différentes pédagogies seront abordées :

  • Cours en grand auditoire pour les contenus théoriques et les procédures ;
  • Exploitation de situations concrètes authentiques (situations-problèmes) pour découvrir les concepts et relations théoriques de base ;
  • Réalisation d'exercices numériques et de sondages/QCM au cours en grand auditoire ;
  • Séances d’exercices (TD) encadrées par des assistants, pour la résolution de problèmes en contexte ;
  • Séances de travaux pratiques (TP) encadrées par des assistants, afin d'appliquer expérimentalement les concepts et procédures vus au cours (pour les groupes géologue, géographie et physique)

Méthode d'évaluation

Pour les groupes de sciences chimiques, science biomédicales et sciences pharmaceutiques

Le cours sera évalué par un examen écrit lors de la session de juin. Les étudiants seront amenés à répondre à plusieurs questions (QCM) intégrant la théorie et des exercices. Une seule et unique note sanctionnera cette évaluation. Les crédits seront validés si la note est supérieure ou égale à 10/20.

En seconde session, l’organisation sera identique.

Pour les groupes sciences géologiques, sciences géographiques et sciences physiques

Le cours sera évalué par un examen écrit lors de la session de juin. Les étudiants seront amenés à répondre à plusieurs questions (QCM) intégrant la théorie, des exercices et les apprentissages réalisés lors des travaux pratiques..

Une seule et unique note sanctionnera cette évaluation. Cette note intégrera pour 10% la note obtenue à l’issue des activités de TP. La présence aux TP est obligatoire, toute absence non justifiée sera sanctionnée d’un 0/20 pour le laboratoire concerné. En cas d’absence justifiée, l’étudiant(e) doit contacter, par mail, la cellule didactique de chimie (didactique.chimie@unamur.be) dans les trois jours ouvrables qui suivent la fin du certificat médical ou du justificatif pour récupérer, dans un autre groupe, le TP manqué. Si cette démarche n’est pas effectuée, l’étudiant(e) sera sanctionné d’un 0/20 pour le TP manqué.

Les crédits seront validés si la note est supérieure ou égale à 10/20.

En seconde session, l’organisation sera identique.

Sources, références et supports éventuels

« Concentré de Chimie », Presses Universitaires de Namur

« Principes de chimie, une approche moléculaire » N. J. TRO, (éd Pearson)

Langue d'instruction