Acquis d'apprentissage

Initier les étudiants de Bloc2 Chimie aux notions de chimie-physique afin de connaître et comprendre : · La composition et la structure interne de la matière à l'équilibre, · Les relations entre la structure de la matière et ses différentes propriétés, · Les conditions dans lesquelles les éventuelles transformations physiques et/ou chimiques peuvent se faire.

Au terme de l’Unité d'Enseignement, les étudiants seront capables de :

  • Présenter avec rigueur les formalismes (et démonstrations) du cours, expliquer leur signification (les contextualiser) et préciser leurs conditions de validité ;
  • Résoudre des problèmes similaires à ceux traités en TD et/ou durant le cours ;
  • Interpréter et/ou produire tout schéma et diagramme abordé/détaillé au cours ;
  • Illustrer ou proposer des applications, par des exemples issus du cours, de concepts, formalismes, méthodologies de chimie physique ;
  • Mettre en évidence et expliciter les liens entre le cours théorique et les TPs associés au cours.

 

Objectifs

Initier les étudiants de Bloc2 Chimie aux notions de chimie-physique afin de connaître et comprendre : · La composition et la structure interne de la matière à l'équilibre, · Les relations entre la structure de la matière et ses différentes propriétés, · Les conditions dans lesquelles les éventuelles transformations physiques et/ou chimiques peuvent se faire.

Au terme de l’Unité d'Enseignement, les étudiants seront capables de :

  • Présenter avec rigueur les formalismes (et démonstrations) du cours, expliquer leur signification (les contextualiser) et préciser leurs conditions de validité
  • Résoudre des problèmes similaires à ceux traités en TD et/ou durant le cours
  • Interpréter et/ou produire tout schéma et diagramme abordé/détaillé au cours
  • Illustrer ou proposer des applications, par des exemples issus du cours, de concepts, formalismes, méthodologies de chimie physique
  • Mettre en évidence et expliciter les liens entre le cours théorique et les TPs associés au cours

 

Contenu

Après le cours de chimie générale de Bloc1, ce premier cours de chimie-physique consiste en l'étude de la matière à l'équilibre vue à l'échelle macroscopique. Il est constitué de trois parties : · La thermodynamique classique, · Les changements d'état des corps purs et des mélanges ainsi que les équilibres chimiques, · L'électrochimie à l'équilibre.

Table des matières

Chapitre 1 : Introduction : matière et énergie Chapitre 2 : Etat gazeux Chapitre 3 : Premier principe de la thermodynamique Chapitre 4 : U et H en tant que grandeux d'état Chapitre 5 : Détende d'un gaz Chapitre 6: Second et troisième principes de la thermodynamique Chapitre 7 : Combinaison des premier et deuxième principes de la thermodynamique Chapitre 8 : Changements d'états : matériaux purs Chapitre 9 : Changements d'états : mélanges simples Chapitre 10 : Changements d'états : diagrammes de phases de mélanges binaires et ternaires Chapitre 11 : Equilibres chimiques Chapitre 12 : Electrochimie à l'équilibre

Exercices

Les étudiants bénéficient de séances de TD et de TP. Ils doivent préparer les manipulations qu'ils vont réaliser au laboratoire et sont interrogés oralement au début de chaque manipulation. Les étudiants ont ensuite une semaine pour rédiger un rapport de laboratoire comprenant, une introduction théorique, la présentation et la discussion des résultats expérimentaux obtenus, une conclusion et des références bibliographiques. Lors de la remise du rapport, le contenu de ce dernier est discuté et défendu devant l'assistant. L'évaluation des travaux pratiques se base sur 5 acquis d'apprentissage principaux:

AA1 : Dans un rapport long, écrire une introduction théorique comprenant une description des concepts, des relations, des appareillages et des données tabulées utiles à la compréhension des résultats.  

AA2 : Traiter correctement des données collectées durant le TP en vue de la détermination de quantités ou de relations (applications de relations entre concepts, réalisation de graphiques et de tableaux de données). 

AA3 : Discuter les données mesurées ou calculées et comparer avec les données tabulées ou théoriques, y compris la prise en compte de la précision des instruments de mesure. 

AA4 : Présenter correctement un rapport long, avec les qualités formelles conformes aux standards de l’enseignement supérieur universitaire (orthographe, style, syntaxe, mise en page, bibliographie). 

AA5 : Défendre oralement le rapport écrit : répondre à des questions portant sur les concepts, les relations, les appareillages, les données mesurées ou calculées, les discussions. 

 

Un 6ème acquis d'apprentissage sur la préparation aux manipulations expérimentales est aussi évalué mais de façon moins systématique.

Méthodes d'enseignement

Le cours est basé sur des démonstrations mathématiques rigoureuses et sur l'explication de concepts et de méthodologies illustrées par des applications pratiques en relation avec des données expérimentales macroscopiques. Le cours est illustré au tableau, ainsi que sur transparents et/ou slides mis à jour régulièrement et distribués aux étudiants.

Méthode d'évaluation

Généralités

L'évaluation consiste en un examen écrit.

Celui-ci est composé d'une série de questions relatives aux différents chapitres de la matière et à des exercices proches de ceux vus aux TD ou au cours.

Pour obtenir la note finale de l'UE, un bonus/malus est ajouté à la note relative au cours, comme explicité ci-dessous dans la section TPs.

1ère session

L'étudiant a le choix entre:

A) Passer l'entiereté du cours en juin

B) Scinder l'examen en deux parties: une première partie évaluée en janvier et la deuxième en juin.

  • Partie I (30% de la note finale): Examen de janvier qui portera sur les chapitres 1 à 7. La matière ne sera plus présentée en juin, même si les concepts vus dans ce programme devront être connus pour l’examen portant sur la deuxième partie du cours (Partie II).

  • Partie II (70% de la note finale): Examen de juin qui portera sur le reste de la matière (chapitres 8 à 12).

 

Ce choix s'effectue lors de l'inscription à la session de janvier.

Si l'étudiant ne s'inscrit pas à la session de janvier, il choisit le choix A et sera interrogé sur l'entiereté du cours en juin.

Si l'étudiant s'inscrit, il choisit (définitivement) le choix B et passera la partie I du cours en janvier et la partie II en juin.

ATTENTION:  Si l'étudiant s’inscrit à l'examen de janvier, il choisit de facto le choix B et il ne pourra plus être interrogé sur la matière de la partie I en juin. Toute signature se traduit par un zéro pour la première partie de la matière pour la première session. En juin, il ne pourra s’inscrire que pour la deuxième partie de l’examen.

2ème session

L'entiereté de la matière (Q1 et Q2) est évaluée en 2ème session.

ATTENTION: L'examen de janvier est un examen partiel pour la 1ère session. On n'en tient pas compte pour la 2ème session où toute la matière est évaluée à nouveau. Il est donc important si cet examen de janvier est bien réussi de passer la partie II en juin sinon le bénéfice de janvier est perdu.

TPs

La note de TP, communiquée par l'assistant au professeur, intervient dans la note finale de la première et de la deuxième session, à raison de maximum 3 points à ajouter ou à retrancher en fonction du nombre d'acquis d'apprentissage validés lors ces TPs (des points ne seront ajoutés que si la totalité des rapports de TP a été remise).

Si l'étudiant est amené à repasser le cours, une dispense des TPs ne pourra être envisagée qu'en l'absence de malus.

Evaluation alternative

Si l'étudiant est amené à repasser le cours, et si la note globale est de min. 9/20, l'examen de première session peut être remplacé par un travail consistant en une présentation et une défense orales d'un chapitre du cours. En cas d’échec à ce travail, la totalité de l’UE sera présentée en 2e session sous la forme d'un examen écrit.

 

 

 

Sources, références et supports éventuels

Atkins' Physical Chemistry, P. Atkins et J. de Paula, Oxford University Press, Oxford, 2018, 11ème édition.

Un syllabus pour la partie du cours du Prof. Liégeois sera disponible à la Librairie des Sciences à partir de l'année académique 2022-2023.

Un syllabus, non obligatoire, pour les TPs est disponible à la Librairie des Sciences.

 

Langue d'instruction

Formation Programme d’études Bloc Crédits Obligatoire
Bachelier en sciences chimiques Standard 0 9
Bachelier en sciences chimiques Standard 2 9