Utilisateur:Sharayanan/Chimie

Thermodynamique

Enthalpie et énergie libres

• Enthalpie libre, énergie libre ;
• Identités thermodynamiques ;
• Relation de Gibbs-Helmholtz ;

Potentiel chimique

• Définition du potentiel chimique à partir de G ;
• Différentielle de G ;
• Variations du potentiel chimique ;
• Potentiel d'un corps pur ;
• Grandeurs molaires partielles ;
• Potentiel chimique d'un mélange ;
• Relation de Gibbs-Duhem ;
• Potentiel d'un gaz parfait, d'un soluté ;
• Activité, coefficient d'activité, fugacité, coefficient de fugacité ;

Grandeurs de réaction

• Grandeurs standard de réaction, enthalpie de réaction, entropie de réaction, enthalpie libre de réaction ;
• Enthalpie standard et enthalpie libre de formation ;
• Entropie molaire standard ;
• Capacité thermique ;
• Variations des grandeurs de réaction avec la température ;
• Approximation d'Ellingham ;

Équilibres chimiques

• Affinité chimique ;
• Constante d'équilibre thermodynamique K° ;
• Variance, facteurs d'équilibre, relation de Gibbs ;
• Relation de Van't Hoff ;
• Déplacement d'équilibres ;

Équilibres de phases

• Équilibres liquide/vapeur, miscibilité ;
• Équilibres solide/liquide, eutectiques, composés définis ;
• Théorème des moments chimiques ;

Chimie organique et inorganique

Spectroscopie

• Principes de la spectroscopie IR ;
• Principes de la spectroscopie RMN H;
• Notions de couplages RMN ;
• (Équations de Bloch, précession de Larmor) ;
• Détermination de structures ;

Organométalliques

• Organomagnésiens mixtes ;
• Organocuprates ;
• (Organozinciques et organocuprates lithiés) ;
• Influence sur les cétones et aldéhydes ;

Alcènes

• Théorie de Hückel ;
• Hydrogénation à catalyse hétérogène ;
• Époxydation par péroxyacide ;
• Hydrolyse des époxydes, en milieu acide et basique ;
• Syn-dihydroxylation par tétroxyde d'osmium ;
• Obtention d'un alcool primaire par hydroboration d'un alcène terminal ;
• Ozonolyse (rappel) ;
• Réaction de Diels-Alder, (règles de Woodward-Hoffman) ;

Hydrocarbures aromatiques

• Aromaticité, structure électronique et géométrique du benzène ;

Substitutions électrophiles aromatiques

• Alkylation ;
• Acylation ;
• Nitration ;
• Halogénation ;
• Orientation, règles de Holeman ;

Amines

• Rappels ;

Aldéhydes et cétones

• Préparation par oxydation des alcools ;
• Additions nucléophiles : acétalisation, réduction par tétrahydroborate de sodium, addition d'organomagnésiens mixtes ;
• Tautomérie céto-énolique, aldéhyde/énol ;
• Réaction en α du carbonyle, ion énolate ;
• Carbanions en α d'un groupe π-attracteur ;
• Réactions de l'ion énolate : aldolisation, crotonisation, C-alkylation, nucléophilie du carbone ;
• Addition conjuguée sur les α-énones : organolithiens, dialkylcuprates de lithium ;
• Réaction de Wittig ;

Acides carboxyliques et dérivés

• Synthèse des esters : acides carboxyliques et alcools, alcools et chlorures d'acyle, alcools et anhydrides d'acides ;
• Activation de la fonction acide ;
• Synthèse des amides : réactions d'amines avec chlorures d'acyles ou anhydrides ;
• Saponification ;
• Hydrolyse des nitriles, des amides ;
• Réduction des esters par le tétrahydroaluminate de lithium ;
• Synthèse malonique, décarboxylation en milieu acide ;

Matériaux

☑ Structure et organisation de la matière condensée

(en bref, Cristallographie)

Systèmes cristallins et cohésion dans les cristaux

• État solide, état amorphe, état cristallin ;
• Cristal « parfait » ;
• Terminologie : réseau, nœud, maille, motif ;
• Réseaux de Bravais ;
• Systèmes cristallins : population, coordinence, masse volumique et compacité ;

Empilements compacts de sphères identiques

• Arrangements hexagonaux compacts « AB » ;
• Arrangements cubiques à faces centrées « ABC » ;
• Sites tétraédriques et octaédriques dans l'assemblage cubique à faces centrées ;

Principaux types de cristaux

• Cristaux métalliques, variétés allotropiques ;
• Cristaux ioniques, étude de CsCl, NaCl, ZnS, CaF₂, coordinence anion/cation, stœchiométrie ;
• Cristaux covalents, étude du diamant, du graphite ;
• Cristaux moléculaires, étude de la glace IIb, mention de l'influence des forces de Van der Waals ;

Matériaux métalliques

Élaboration des métaux

• Diagrammes d'Ellingham ;
• Grillage, pyrométallurgie ;
• Diagrammes potentiel-pH ;
• Hydrométallurgie (lixiviation, purification, cémentation) ;
• Diagrammes intensité-potentiel ;
• Électrolyse du zinc ;

Phénomènes de corrosion

• Cas du fer et du zinc ;
• Utilisation du zinc pour protéger le fer ;
• Galvanisation, anodes sacrificielles, électrozinguage ;

Matériaux polymères organiques

Généralités sur les polymères

• Structure chimique des macromolécules organiques ;
• Terminologie : unité de répétition, degré de polymérisation, chaînes linéaires/ramifiées/réticulées ;
• Polymolécularité ;
• Définitions : transition vitreuse, semi-cristallinité, état vitreux, état caoutchoutique ;

Polymérisation par étapes

• Fonctions réactives, fonctionnalité ;
• Mécanisme général ;
• Exemples : polyesters (polyéthylènetéréphtalate PET), polyamides (nylon) ;
• Monomères bifonctionnels ;

Définitions

• Notion de centre actif ;
• Polymérisations radicalaires, polymérisations ioniques ;
• Exemples : polystyrène, polyéthylène ;
• Polymérisation cationique ;

Polymérisation radicalaire

• Mécanisme général ;
• Vitesse et cinétique de polymérisation ;

Polymérisation anionique

• Mécanisme général ;
• Vitesse globale de polymérisation ;
• Polymères « vivants » ;

Structure moléculaire

• Tacticité, isoméries ;

Comparaisons

• Principales différences entre les produits issus des deux types de polymérisation ;

Diversification des architectures

• Copolycondensation ;
• Copolymérisation en chaîne : copolymères statistiques/à blocs;
• Réactions de réticulation, vulcanisation ;

Relations structure-propriétés

• Conformations d'une chaîne flexible isolée ;
• Notion de pelote statistique ;
• Solubilité et gonflement, influence de l'architecture ;
• Matériaux thermoplastiques, thermodurcissables, élastomères ;

Travaux pratiques

Mise en œuvre

• Règles de sécurité ;
• Vérification de la loi de Beer-Lambert ;
• Méthodes de titrage ;
• pH-métrie ;
• Conductimétrie ;
• Potentiométrie ;
• Détermination des constantes thermodynamiques en solution aqueuse ;
• Étude d'une cinétique chimique ;
• Utilisation de modèles moléculaires et cristallins ;
• Réactions organiques ;
• Détermination d'enthalpies de réaction.

Outils impliqués

• Lunettes, gants, poires d'aspiration ;
• Verrerie usuelle ;
• Balances électroniques ;
• Spectrophotomètre UV-visible et infrarouge ;
• Conductimètres, pH-mètres, potentiomètres et électrodes ;
• Capteurs de température et de pression ;
• Poste de chimie organique ;
• Matériel de chromatographie sur couche mince ;
• Banc Kofler, réfractomètre ;