ATUQUED journée de formation au profit des candidats de CAPES
Sciences physiques : une séance animée par Mr. Ben Tahar Néjib
Aide mémoire en Chimie
Ceci n’est pas un questionnaire mais c’est un guide de révision qui comporte quelques questions.
Les réponses correctes et les informations sont écrites en gras I/ La cinétique Chimique :
La vitesse d’une réaction chimique augmente varie s’il y a variation d’un facteur cinétique (paramètre qui influe sur la vitesse d’une réaction chimique)
- La température (augmentation de l’agitation thermique).
- La concentration de l’un ou de tous les réactifs.
- Le catalyseur
La vitesse d’une réaction chimique :
Diminue au cours de temps (diminution des concentrations des réactifs), augmente, reste constante, augmente jusqu’au temps de demi-réaction.
Pour ralentir l’évolution d’un système réactionnel, on peut :
Augmenter la température, diluer le mélange réactionnel, ajouter un catalyseur, plonger le système réactionnel dans la glace.
La constante de vitesse K= Ae- E/RT
A : facteur de fréquence ; E : énergie d’activation ; R : constante de gaz parfait ; T : température.
II/ la loi d’action de masse:
La fonction des concentrations associée à un instant donné équation chimique est : Indépendante de la température, dépendant de la température (la vitesse augmente avec la température), dépendant des concentrations,….
Dans un système réactionnel où se trouvent uniquement les réactifs la fonction des concentrations initiale est : supérieure à 1 ; inférieure à 1 ; nulle ou indéfinie
- Le système évolue dans le sens direct, indirect ou en équilibre.
L’augmentation de la température favorise le sens : endothermique, exothermique, athermique d’une réaction chimique ou n’a pas d‘effet.
Pour augmenter le rendement d’une réaction chimique limitée : on augmente la
température ; on utilise un catalyseur ; on prend l’un des réactifs en excès ; on ajoute une faible quantité de matière de l’un des produits de le départ.
Une réaction spontanée est caractérisée par une enthalpie libre standard G° : Positive ; négative ; nulle ; selon le cas.
III/ Réactions acide et base:
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1. Le pH d’une solution : pH = -log[H3O+] à 25 °C
Une solution d’acide chlorhydrique de concentration molaire C= 10-7 mol.L-1 a un pH égal à 7 ; supérieur à 7 ; inférieur à 7 ; égale à -7 (pH= -logC pour un acide fort est appliquée lorsque 6,35)
La dilution dix fois d’une solution d’acide de concentration molaire C=0,1 mol.L-1 donne une solution de concentration C’=10 C ; C’=C
; le pH augmente d’une unité ; le pH diminue d’une unité.
2. Le dosage acide-base :
Pour protéger l’électrode du pH- mètre on ajoute de l’eau au volume à doser cela affecte : Le pH initial (fonction de la concentration) ; le point d’équivalence (le pH
d’équivalence sauf dans le cas acide fort-base forte et inversement), le pH d’équivalence ; le volume d’équivalence.
La courbe de neutralisation d’un acide fort par une base forte :
Présente : un point d’inflexion, deux points ; aucun point d’inflexion.
Le pH à l’équivalence est basique.
Au point demi-équivalence de neutralisation d’une base faible par un acide fort le pH est égal : pKa du couple acide-base dosé ; pKa du couple acide-base titrant ; pKb du couple acide-base dosé ; pKb du couple acide-base titrant.
Le pH à l’équivalence lors de la neutralisation d’une base faible par un acide fort le pH est : Acide ; basique ; neutre.( Exemple : pour CH3COO- base à l’équivalence toute la
quantité de matière est transformée en CH3COOH acide conjugué qui réagit avec l’eau pour donner H3O+)
À un acide fort correspond une base : forte ; inerte ; faible ; de force moyenne.
Lors de choix d’un indicateur coloré il faut choisir celui dans la zone de virage : Contient le pHéq, pHéq< pHinf de la zone de virage
IV/ Pile et électrolyse:
1. Les couples Ox/Red :
Le nombre d’oxydation (degré d’oxydation) de L’Ox est : no(Ox)< no(Red); no(Ox)> no(Red) ; no(Ox)= no(Red).
Le potentiel d’un couple redox dépend :
du pH ; dépend de la température ; est indépendant de la température ; est indépendant du pH. Le potentiel d’un couple redox dépend du pH (diagramme Latimer)
La réduction est :
Un gain d’électron ; une diminution de nombre d’oxydation, une perte d’électron ; est une augmentation du nombre d’oxydation.
Les pouvoirs réducteurs de Cu, Fe, H, Zn dans l’ordre croissant sont : Fe, H,Cu, Zn ; Zn,H, Fe, Cu ; Cu, H, Fe, Zn; H, Zn, Cu, Fe 2. Les piles électrochimiques :
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Une pile électrochimique est tout dispositif qui permet d’obtenir du courant électrique grâce à une réaction chimique : spontanée- imposée- forcée
La réaction lorsque la pile débite est une réaction : Acide-base ; redox ; de précipitation ; de dissolution.
On se sert de l’électrode de platine dans l’électrode normale à hydrogène car : - L’hydrogène est non un solide conducteur.
- Le platine est un très bon conducteur.
- Le platine ne réagit pas avec les ions H3O+ (électrode inattaquable).
Lorsqu’une pile est usée sa fonction des concentrations est : Nulle ; est très petite ; infinie ; constante (éq=K)
La force électromotrice standard d’une pile est E° = nFG° ; E° = -nFG° ; E° = nF
G°
La cathode d’une pile est la borne :
Au niveau de laquelle se produit une oxydation ; une réduction ; négative ; la borne positive.
3. L’électrolyse:
L’électrolyse est une réaction : spontanée ; imposée ; se fait grâce à un générateur ; peut se faire sans générateur.
Pour réaliser une électrolyse on doit brancher :
La cathode de générateur à la cathode de la pile ; la cathode de la pile à l’anode de générateur ; peut importe la polarité.
La quantité de matière nm formée ou consommée pendant une électrolyse est : nm = Q
nF ; nm = nF
Q ; nm= nQ
F ; nm = F nQ V/ la dissolution/ Précipitation:
La solubilité d’un électrolyte dans l’eau pure est :
- Endothermique ; exothermique ; athermique ; dépend de l’électrolyte.
La constante de solubilité Ks dépend de:
La température- ne dépend pas de la température- des concentrations des réactifs – indépendantes des concentrations des réactifs.
Atomistique I/ Le tableau périodique :
1. Les métaux alcalins/ les halogènes :
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Les métaux alcalins sont : les éléments de la première colonne, ont une configuration
électronique de la forme…ns1 ; ont une configuration électronique de la forme…nsx(n-1)dy
Les halogènes correspondent au remplissage :
nf5 ; nd5 ; np5 : ns2
Les métaux de transition sont ceux qui se logent :
Entre 3ème et 12ème colonne ; 18ème colonne ; 7ème colonne.
2. L’électronégativité :
Dans le tableau périodique l’électronégativité augmente :
En allant de bas en haut et de gauche à droite ; de haut en bas et de gauche à droite ; de haut en bas et de droite à gauche.
De la différence de l’électronégativité résulte :
L’effet inductif ; l’effet mésomère ; la polarisation d’une molécule.
Dans une molécule formée par deux atomes d’électronégativité différente La densité de charge + : est attribuée à l’atome le plus électronégatif ; le moins électronégatif ; la répartition de la charge est équitable.
Un atome ou un groupe d’atomes est plus électronégatif que l’hydrogène est dit :
A effet inductif donneur (+I)- A effet inductif attracteur (-I)- A effet mésomère donneur- A effet mésomère attracteur.
3. Géométrie moléculaire :
L’hybridation des orbitales atomiques est :
La fusion des orbitales appartenant à la même couche électronique pour former des nouvelles.
La fusion des orbitales appartenant à deux couches électroniques pour former des nouvelles.
Dans la théorie de Gillespie la géométrie d’une molécule ayant un atome centrale est déduite à partir de la règle faisant intervenir les doublets liants et non liants selon :
n=m+p ; n= m-p ; n =p-m, n= mp où n est un nombre des doublets ; m doublets liants et p non liants
La molécule AlH3 est : linéaire- trigonale-tétraedrique- bipyramide trigonale.
(Al : 1 doublet non liant, et 3 doublets liants)
Organique I/ Quelques réactions :
1. Diels Alder:
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est une réaction chimique utilisée en chimie organique, dans laquelle un alcène
(diénophile) s'additionne à un diène conjugué pour former un dérivé de cyclohexane.
est une réaction chimique réversible.
est une réaction chimique utilisée en chimie organique, dans laquelle un alcane s'additionne à un diène pour former un dérivé de cyclohexane.
Généralement stéréosélective.
entre un diène riche en électrons et un diénophile pauvre en électrons
2. Friedel et Craft:
est une réaction de substitution nucléophile.
est une réaction de substitution électrophile.
est une réaction addition nucléophile.
Permet la synthèse d’une cétone ou d’un aldéhyde.
3. La réaction d’Hofmann:
est une réaction d’élimination.
est une réaction de méthylation exhaustive.
Conduit à la formation d’une amine tertiaire.
En première étape conduit à la formation d’un ammonium quaternaire.
4. La règle MarKovnikov:
Elle stipule que lors de l'addition d'un composé ionique du type sur une double liaison carbone-carbone, le produit majoritaire est celui issu du carbocation le plus stable formé lors de l'étape cinétiquement déterminante d'addition électrophile.
Exemple : l’hydratation d’un alcène -OH se fixe le carbone le plus substitué.
II/ Quelques Familles : 1. Les amines:
La basicité croissante des amines :
Amine primaire, secondaire, tertiaire, ammoniac.
Amine secondaire, primaire, tertiaire ; ammoniac Ammoniac, amine secondaire, tertiaire primaire.
Pour distinguer entre les calasses d’amines on ajoute à l’amine : Un indicateur coloré, l’acide nitreux HNO2, la liqueur de Fehling.
2. Les protéines:
- La molécule d’un acide aminé est formée:
D’une molécule d’acide carboxylique sur laquelle est griffé un groupement amine.
D’une molécule d’acide carboxylique dont le carbone est lié à un groupement amine.
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- Deux énantiomères :
Ont la même formule brute mais des configurations spatiales différentes.
Ont la même formule semi-développée mais des configurations spatiales différentes.
Ont les mêmes propriétés physiques.
Ont des activités optiques et réactions enzymatiques différentes.
La L-alanine et la D-alanine sont deux énantiomères : La représentation de Fischer suivante :
L-alanine ; D-alanine ; ni L, ni D-alanine
Un acide aminé solide présente une température de fusion
élevée : parcequ’il est : un acide – contient l’azote , dipolaire (structure solide), amphion(solution)
Un acide aminé peut être amphion ou zwitterion :
- Toujours – selon la valeur de pH- en solution aqueuse.
La liaison péptidique :
Fait intervenir deux acides aminés différents- C-NH- 3. Les amides:
L’hydrolyse d’un amide aboutit à la formation de sel d’acide correspond et une amine : Si le milieu est basique- Si le milieu est acide- si le milieu est neutre.
L’hydrolyse d’un amide aboutit à la formation d’acide correspond et un sel d’ammonium : Si le milieu est basique- Si le milieu est acide- si le milieu est neutre.
Un chlorure d’acyle réagit sur l’ammoniac pour donner un amide non substitué sur l’azote, cette réaction :
Est une réaction de substitution- rapide- lente- totale- limitée- endothermique- exothermique.
Site d’aide :
http://chimix.com/pages/qcm.htm
COOH
NH2
CH3
H
O
