Acquis d'apprentissage

Diverses spectroscopies et techniques de caractérisation sont abordées durant les TPs, tant au niveau fondamental qu'au niveau des applications qui découlent de leur utilisation. La plupart de ces techniques seront, par la suite, utilisées en routine lors des autres travaux pratiques et tout au long du cursus de l'étudiant et de son métier de chimiste. Les étudiants sont amenés à maîtriser ces techniques de caractérisation des propriétés moléculaires de la matière et à restituer cette maîtrise sous forme de travaux communs et individuels.

Au terme de l'UE, l'étudiant sera capable de :

  • Contextualiser, traiter et interpréter avec rigueur scientifique des résultats expérimentaux obtenus durant les TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant notamment les outils numériques et sources bibliographiques ;
  • Mettre en forme des rapports de TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant les outils numériques ;
  • Adopter un comportement adéquat durant les TPs de chimie physique Bloc3 et respecter des consignes générales et/ou individuelles ;
  • Préparer un travail expérimental détaillé dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3 en utilisant des sources bibliographiques et instructions de laboratoire ;
  • Travailler en autonomie, en relation avec des travaux expérimentaux et rédactionnels, dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3.

 

Objectifs

Diverses spectroscopies et techniques de caractérisation sont abordées durant les TPs, tant au niveau fondamental qu'au niveau des applications qui découlent de leur utilisation. La plupart de ces techniques seront, par la suite, utilisées en routine lors des autres travaux pratiques et tout au long du cursus de l'étudiant et de son métier de chimiste. Les étudiants sont amenés à maîtriser ces techniques de caractérisation des propriétés moléculaires de la matière et à restituer cette maîtrise sous forme de travaux communs et individuels.

Au terme de l'UE, l'étudiant sera capable de :

  • Contextualiser, traiter et interpréter avec rigueur scientifique des résultats expérimentaux obtenus durant les TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant notamment les outils numériques et sources bibliographiques ;
  • Mettre en forme des rapports de TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant les outils numériques ;
  • Adopter un comportement adéquat durant les TPs de chimie physique Bloc3 et respecter des consignes générales et/ou individuelles ;
  • Préparer un travail expérimental détaillé dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3 en utilisant des sources bibliographiques et instructions de laboratoire ;
  • Travailler en autonomie, en relation avec des travaux expérimentaux et rédactionnels, dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3.



 

 

Contenu

La spectroscopie Infra-Rouge est utilisée pour identifier et caractériser certains modes de vibration moléculaires, réaliser des dosages, déterminer des paramètres de réactions tels que des constantes d'équilibre ou encore pour suivre la cinétique d'une réaction. La spectroscopie UV-Visible permet de caractériser des propriétés structurales et électroniques de molécules organiques, de réaliser des analyses quantitatives, d'illustrer des principes de chimie quantique, d'étudier en détail des cinétiques de réaction de 1er et 2e ordre. La diffraction des rayons X est la technique de choix utilisée pour déterminer la structure tridimensionnelle des molécules à l'état cristallin. Les techniques de chromatographie permettent des analyses qualitatives et quantitatives très poussées. La dipolmétrie est utilisée pour déterminer la constante diélectrique de molécules en solution et de mélanges idéaux et non-idéaux. Le TP illustre la démarche nécessaire à la caractérisation du moment dipolaire des molécules. La viscosimétrie permet de déterminer une des propriétés fondamentales des fluides : leur viscosité, et est appliquée à la caractérisation de mélanges idéaux et non idéaux. La calorimétrie est utilisée pour déterminer la chaleur de combustion de solides et de liquides organiques, et autres quantités thermodynamiques qui en découlent.

Table des matières

Il s'agit de 9 TP (9 journées) : une technique est illustrée chaque jour (v. ci-dessous) et appliquée à un nombre fixé de manipulations. La dernière journée donne place à un travail individuel d’intégration.

La spectroscopie Infra-Rouge est utilisée pour identifier et caractériser certains modes de vibration moléculaires, réaliser des dosages, déterminer des paramètres de réactions tels que des constantes d'équilibre ou encore pour suivre la cinétique d'une réaction. La spectroscopie UV-Visible permet de caractériser des propriétés structurales et électroniques de molécules organiques, de réaliser des analyses quantitatives, d'illustrer des principes de chimie quantique, d'étudier en détail des cinétiques de réaction de 1er et 2e ordre. La diffraction des rayons X est la technique de choix utilisée pour déterminer la structure tridimensionnelle des molécules à l'état cristallin. Les techniques de chromatographie permettent des analyses qualitatives et quantitatives très poussées. La dipolmétrie est utilisée pour déterminer la constante diélectrique de molécules en solution et de mélanges idéaux et non-idéaux. Le TP illustre la démarche nécessaire à la caractérisation du moment dipolaire des molécules. La viscosimétrie permet de déterminer une des propriétés fondamentales des fluides : leur viscosité, et est appliquée à la caractérisation de mélanges idéaux et non idéaux. La calorimétrie est utilisée pour déterminer la chaleur de combustion de solides et de liquides organiques, et autres quantités thermodynamiques qui en découlent.

Exercices

 

 

Méthodes d'enseignement

La bonne préparation, la réalisation des TPs et la rédaction des rapports reposent notamment sur la maîtrise des connaissances enseignées les années antérieures. Sans cette maîtrise, l'étudiant est amené à revoir les matières utiles. Sur le plan méthodologique, les étudiants sont invités à se débrouiller par eux-mêmes tant au niveau de la préparation des TP, que pendant le travail au laboratoire. Ils doivent ainsi apprendre à gérer leur temps, à consulter des références bibliographiques, principalement en anglais, à mettre au point des modes opératoires, à interpréter des résultats, et à utiliser des techniques parfois complexes et nécessitant la maîtrise de paramètres multiples.

Méthode d'évaluation

L’évaluation se base sur cinq compétences. La cinquième compétence porte sur le travail individuel : rapport(s) individuel(s), travail d'intégration, bonnes pratiques au laboratoire.

  1. Contextualiser, traiter et interpréter avec rigueur scientifique des résultats expérimentaux obtenus durant les TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant les outils numériques et sources bibliographiques

Les indicateurs sont : adéquation entre l’introduction du rapport et les manipulations, maîtrise des concepts, formalismes et notions de base, traitement des résultats (rigueur, reproductibilité des calculs, unités), interprétation et discussion, imprécision sur les mesures et sources d’erreurs, conclusions, etc.

  1. Mettre en forme des rapports de TPs de chimie physique Bloc3, en utilisant les outils numériques

Les indicateurs sont : orthographe, grammaire, structure et clarté du texte, mise en page générale, chiffres significatifs, présentation des graphes et tableaux, citations des références et bibliographie, usage adéquat des annexes, etc.

  1. Adopter un comportement adéquat durant les TPs de chimie physique Bloc3 et respecter des consignes générales et/ou individuelles

Les indicateurs sont : comportement général, respect des consignes (sécurité, horaires, recommandations diverses, règlement des Etudes et des Evaluations, etc.)

Un manquement grave (par ex. à la sécurité) entraîne automatiquement l’exclusion du laboratoire pour la journée et une note de 0 est attribuée à l'ensemble des compétences correspondantes.

4.  Préparer un travail expérimental détaillé dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3 en utilisant des sources bibliographiques et instructions de laboratoire

La préparation est consignée dans le cahier de laboratoire et vérifiée oralement. Son évaluation est journalière et porte notamment sur (indicateurs) : objectifs du TP, dangerosité et toxicité des produits manipulés, concepts et formalismes utiles au traitement des résultats, notions de base, modes opératoires précis et contextualisés, tous les calculs préliminaires demandés ou nécessaires aux manipulations, organisation du travail, etc.

Le cahier de laboratoire sera impérativement remis aux assistants en même temps que le dernier rapport.

  1. Travailler en autonomie, en relation avec des travaux expérimentaux et rédactionnels, dans le cadre des TPs de chimie physique Bloc3

Cette compétence se base notamment sur les indicateurs suivants : bonnes pratiques (comportement scientifique au labo : gestes techniques, tenue du cahier de laboratoire, etc.) ; originalité du/des rapport(s) individuel(s) ; qualité scientifique du/des rapport(s) individuel(s) ; qualité de la présentation du/des rapport(s) individuel(s) ; chaque défense de rapport ; travail d’intégration (maîtrise des techniques vues aux TPs, traitement et interprétation de résultats de laboratoire, réponse à un problème donné). La compétence n'est pas validée lorsque plus de deux indicateurs ont une note inférieure à 10/20.

Pour valider une compétence globale, il faut une note moyenne d'au moins 10/20 pour cette compétence.

Pour valider l’UE SCHIB311, il faut que toutes les compétences soient validées, que la totalité des travaux attendus ait été remise aux assistants et que l'étudiant(e) ait manipulé au moins six journées complètes (hors travail d'intégration).

En cas d’échec à une ou plusieurs compétences globales, la note de l’UE est de maximum 8/20. 

La participation à tous les TPs est obligatoire. Toute absence doit être dûment justifiée. Dans le cas contraire, une note de 0 est attribuée à l'ensemble des compétences correspondants à chaque TP manqué.

En cas d'absence justifiée, l'étudiant devra 1) présenter, dans son cahier de laboratoire, la préparation des manipulations qui auraient dû être effectuées et 2) effectuer, rendre et eventuellement défendre un travail personnel pour chaque journée de TP totalement ou partiellement manquée. Les instructions seront données par le(s) assistant(es).

En cas d'absence au travail d'intégration, celui-ci devra être récupéré dans les plus brefs délais et, au plus tard, dans les 15 jours qui suivent la fin des TPs. Dans le cas contraire, une note de 0 sera attribuée à l'ensemble des indicateurs concernés (comportement et travail d'intégration).

 

Sources, références et supports éventuels

v. site WebCampus SCHIB311

Langue d'instruction

Formation Programme d’études Bloc Crédits Obligatoire
Bachelier en sciences chimiques Standard 0 4
Bachelier en sciences chimiques Standard 3 4