L2 Chimie

Options de Chimie Expérimentale à l'interface entre la chimie organique, la chimie des solutions et la chimie inorganique. Elle propose de mettre en avant l'interdisciplinarité de la chimie par 3 séances de travaux pratiques de 8 heures. La première séance sera basée sur la synthèse de l'hélianthine et sur l'étude de ses propriétés physicochimiques comme indicateur coloré. Une deuxième séance permettra d'étudier les propriétés en solution du SDS (et de sa synthèse). Enfin un catalyseur organométallique de manganèse sera synthétisé et sera utilisé dans une réaction d'époxydation catalytique.

Maitriser les bonnes pratiques de laboratoire (manipulation, sécurité) et les techniques expérimentales (synthèse, purification). Interpréter des résultats, Rédiger un compte-rendu de TP en chimie. Utiliser des instruments analytiques pour caractériser les molécules (CCM, RMN, IR...)

6 séances de 4h de TP + 2h de formation online sur les bonnes pratiques de laboratoire

Tout livre de niveau premier cycle dans les rayons de la BU (Chimie Organique, Inorganique et des solutions)

Notions d’absorption et d’émission, niveaux d’énergie, interactions intermoléculaires Notions de base en chimie organique

Introduction : historique & multidisciplinarité Nature de la lumière Comprendre la vision colorée La matière à l’origine de la couleur :

Par émission
Par absorption
Autres causes physiques

Colorants/pigments organiques Fluorophores organiques Colorants/pigments inorganiques Fluorophores inorganiques

Comprendre les phénomènes chimiques à l’origine de la couleur Mobiliser et mettre en œuvre expérimentalement des notions de chimie variées vues en L1 et L2 Développer un savoir-faire expérimental (synthèses organiques et inorganiques, caractérisation physico-chimique)

Cours-TD intégrés, TP et visite ou conférence SOLEIL

Stéréochimie, cinétique, thermodynamique, atomistique, bases de spectroscopies et chromatographies soit chim 201a, chim202, chim203

Description avancée des techniques de spectroscopie IR et RMN. Présentation de l'appareillage IRTF et des techniques d'échantillonnage en IR. Acquisition et traitement de signaux IR, et exploitation qualitative et quantitative de spectres IR. Présentation de l'instrumentation RMN et de la préparation d'échantillons. Acquisition de signaux RMN H-1 et C-13, et exploitation qualitative et quantitative de spectres RMN. Calculs de spectres RMN H-1 dans le cas de systèmes du 1er ordre simples. Description avancée de techniques de chromatographie, et applications pratiques à la chromatographie HPLC.

Acquérir des signaux RMN, IR, et obtenir les spectres associés. Analyser qualitativement et quantitativement les spectres IR, RMN H-1 et RMN C-13 de molécules ou mélanges de molécules organiques simples obtenus. Acquérir des chromatogrammes par HPLC, et les utiliser.

"Analyse chimique" Francis Rouessac, Annick Rouessac, Daniel Cruché, Claire Duverger-Arfuso, et al.

Connaissances attendues :

Connaitre la structure du noyau, 
savoir écrire une configuration électronique, 
connaitre les règles de remplissages des OA, 
connaitre les structures de Lewis, 

savoir faire un diagramme des niveaux d’énergie des électrons dans les atomes et placer des niveaux d’énergie

I. Structure électronique des atomes

1. Notions de chimie quantique : approximation de Born-Oppenheimer, équation de Schrödinger et fonctions d'onde électroniques, densité de probabilité, surfaces nodales
2. Orbitales atomiques : atomes hydrogénoïdes et polyélectroniques II. Structure électronique des molécules
3. Construction d'orbitales moléculaires méthode CLOA, application aux diatomiques homo- et hétéro-nucléaires, interactions à 2 et 3 OA, lien avec la théorie de Lewis
4. Méthode des fragments construction du diagramme d'OM de petites molécules, comparaison de géométrie, règle de la HO, séparation des systèmes ? et ?, nucléophilie et électrophilie 3. spectroscopies et dissociations de petites molécules

• représenter les OA s,p,d (taille, direction, surfaces…) • identifier les propriétés de symétrie des OA/OM • appliquer un modèle simple (type Slater) pour déterminer les énergies des OA d’un atome polyélectronique • établir le diagramme d'OM de molécules simples • analyser un diagramme d'OM « quelconque », identifier les OM ? et ? • faire le lien entre un diagramme d'OM et une structure de Lewis • déduire des propriétés physico-chimiques à partir d'un diagramme d'OM : polarité, caractère acide/base de Lewis, spectroscopie et états électroniques • prédire la réactivité électrophile/nucléophile par l’observation de la HO et de la BV

Les cours seront magistraux, les travaux dirigés (TD) ainsi que les travaux pratiques (TP) auront lieu en petits groupes. Les TP se dérouleront en salle informatique. Un accompagnement sous forme de petits exercices ou de QCM en ligne sera proposé avant chaque TD et en début de chaque cours pour mettre l’accent sur des points précis. Un TP en autonomie sera proposé pour la visualisation des OA. L’UE sera évaluée grâce à un compte-rendu de TP, un partiel et un examen.

• Structure électronique des molécules (tomes 1 et 2), Y. Jean et F. Volatron (Dunod) • Les cours de Paul Arnaud - Chimie Générale (7ème édition du cours de Chimie Physique), P. Arnaud, F. Rouquérol, G. Chambaud, R. Lissillour, A. Boucekkine, R. Bouchet, F. Boulc'h, V. Hornebecq (Dunod) • Chimie physique, P-W Atkins et Julio de Paula (de Boeck) • Traité de Chimie Organique, P. Vollhardt et N. Schore (de Boeck)

Nomenclature et connaissance des fonctions chimiques de base ; Représentation des molécules (semi-développée, topologique, Newman) ; Calcul du nombre d’insaturations ; Bases en atomistique ; Connaissance des effet électroniques (inductifs et mésomères) ; Notions sur les forces intermoléculaires ; Notions sur les champs magnétiques (relation de Bohr) ; connaissance du spectre électromagnétique ; Loi de Beer-Lambert.

Chromatographie : principe générale de la séparation, introductions aux différents types de chromatographie, conditions d'optimisation de la séparation. Spectroscopie IR : modèle de l'oscillateur harmonique, description des modes de vibration, analyses de spectres en transmittance, utilisation de tables de données de nombres d'onde IR. Spectroscopie RMN du proton : bases du phénomène RMN, évaluation du spin, effet Zeeman, fréquence de résonance, précession de Larmor, interaction d'écran électronique, définition de l'échelle de déplacement chimique, interaction de couplage scalaire, triangle de Pascal, équivalence chimique et magnétique, analyses de spectres du 1er ordre simples, utilisation des tables de données RMN proton. Spectrométrie de Masse : principe général de la SM, définitions des différentes masses, applications exclusives en impact éléctronique, fragmentations des fonctions carbonyle, amine et éther-oxydes.

1. Chromatographie 1.1. Principe général 1.2. Chromatographie en phase liquide 1.3. Chromatographie en phase gazeuse 1.4. Facteurs influençant l’élution des composés

2. Spectroscopie IR 2.1. Modèle de l'oscillateur harmonique et fréquence de vibration 2.2. Facteurs influençant la fréquence de vibration 2.3. Les modes de vibration 2.4. Interprétation des bandes par fonctions chimiques

3. Spectroscopie RMN proton 3.1. Principe général 3.2. Le déplacement chimique 3.3. Facteurs influençant le déplacement chimique 3.4. L’équivalence chimique 3.5. L’intégration du signal RMN 3.6. Le couplage scalaire avec des noyaux magnétiquement équivalents 3.7. Cas des protons échangeables

4. Spectrométrie de masse 4.1. Définitions des différentes masses 4.2. Présentation générale de la SM par impact électronique 4.3. Mécanismes de fragmentation en impact électronique

Travail expérimental : TP Infra-rouge : Echantillonnage de plusieurs produits et enregistrement de leur spectre - Identification de ces produits. TP Chromatographie en phase gazeuse : Détermination de la composition d’un mélange grâce à deux types de colonnes de polarité différentes.

Savoir décrire les principes de base de techniques d’analyse et de séparation couramment utilisées en laboratoire (chromatographie, spectroscopie infrarouge (IR), spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) et spectrométrie de masse (SM) Savoir extraire les données pertinentes d’un spectre ou d’un chromatogramme Interpréter les données spectrales en informations structurales

Croiser des données issues de différentes spectroscopies pour élucider la structure moléculaire d’un composé

L1 PCST - Atomes , molécules, solides L1 BCST - Chimie 1 : De l’atome à la matière

Cours/TD

1. Rappels 1.1 notions de maille, de motif et de périodicité 1.2 notion de modes de réseau 1.3 calculs de masse volumique, de compacité
2. Construction des structures types 2.1 modèle des sphères dures tangentes, construction des empilements métalliques 2.2 sites d’insertion : localisation et taille 2.3 solutions solides d’insertion ou de substitution 2.4 solides ioniques : conditions de stabilité, polyèdres de coordination
3. Cohésion et propriétés des solides cristallins 3.1 lien entre la nature des liaisons et la cohésion du réseau cristallin 3.2 énergie réticulaire : cycles thermodynamique, modèle de sphères dures 3.3 propriétés mécaniques (ductile, fragile) 3.4 propriétés électriques (isolant, métal)

TP

1. manipulation de modèles de structures cristallines

TDi

1. utilisation d’un logiciel de visualisation de structures cristallines

1. Savoir décrire le solide cristallin en termes de motifs, de réseau périodique.
2. Connaître les structures types des solides cristallins dans le cadre du cristal parfait. Savoir prédire la nature des interstices occupés par un élément dans un réseau. Savoir décrire une structure en termes d’empilements de polyèdres.
3. Connaître les différentes natures de liaison dans la matière condensée et leur lien avec la cohésion du réseau cristallin.
4. Comprendre les relations entre structures cristallines et nature des liaisons, et propriétés physico-chimiques

Enseignement de type classique avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques Documents pédagogiques disponibles sur e-campus. Exercices complémentaires proposés sous diverses formes (polycopiés, WIMS et/ou e-campus).

Chimie des Solides, J-F. Marucco, EDP Sciences 2004, (cours + exercices)

Chimie des matériaux inorganiques : 2de année PC-PC*, A. Durupthy et coll., H Prepa, 2000 (cours + exercices)

1. UE Transformations de la matière du L1 S2 PCST
2. UE Thermodynamique physique du L1 S2 PCST
3. UE Mathématiques pour PCST du L1 S1 PCST
4. Partie sur l’énergie de l’UE Mécanique 1 du L1 S1 PCST

Cours/TD

1. Compléments sur le second principe de la thermodynamique 1.1. Prévision du caractère réversible / irréversible d’une transformation par le calcul de la création d’entropie 1.2. Calculs d’entropie de changement d’état
2. Autres réactions conventionnelles : réactions de création / dissociation de liaisons, réactions donnant accès à l’enthalpie réticulaire, réactions d’ionisation, réactions donnant accès à l’affinité électronique 2.1. Applications des deux principes 2.2. Calculs des grandeurs thermodynamiques associées notamment via des cycles de Hess complexes pouvant faire intervenir un ou plusieurs changements d’état 2.3. Notion de température de flamme
3. Enthalpie libre 3.1. Identité thermodynamique 3.2. Potentiels thermodynamiques, grandeurs molaires partielles, potentiel chimique 3.3. Critère énergétique d’évolution / d’équilibre, lois de variation de l’enthalpie libre avec la pression et avec la température 3.4. Expression du potentiel chimique dans les cas idéaux (gaz parfaits, liquide, soluté en solution infiniment diluée, solide) 3.5. Relation de Clausius-Clapeyron : équilibre entre phases d’un corps pur
4. Réactions chimiques : applications de l’enthalpie libre et équilibres chimiques 4.1. Applications de l’enthalpie libre aux réactions chimiques : condition nécessaire pour une réaction se fasse, prévision des réactions à température constante, diagrammes d’Ellingham, condition d’équilibre 4.2. Description des équilibres homogènes et hétérogènes à l’aide de la constante d’équilibre, prévision du sens d’évolution spontanée d’un mélange à l’aide du quotient de réaction 4.3. Déplacement d’équilibres : règle des phases, lois de déplacement des équilibres TP Détermination de chaleurs de réactions Etudes de grandeurs standard de réactions

1. Déterminer le caractère irréversible ou non d’une transformation en calculant la création d’entropie
2. Faire le bilan des transferts d’énergie (travail et chaleur) lors d’une réaction chimique complexe pouvant faire intervenir des changements d’état
3. Faire le bilan de la variation d’entropie (associée au désordre) lors d’une réaction chimique complexe pouvant faire intervenir des changements d’état
4. Prédire le sens d’évolution d’un système
5. Construire le diagramme de phases d’un corps pur en utilisant les conditions d’équilibre entre phases
6. Construire et utiliser les diagrammes d’Ellingham pour prévoir la réactivité des métaux et leurs oxydes
7. Formuler la condition d’équilibre d’un système physico-chimique en termes de potentiel chimique (et retrouver la loi d’action de masse)

Cours, TD et TP en présentiel. Documents pédagogiques disponibles sur e-campus. Exercices complémentaires proposés sous diverses formes (polycopiés, WIMS et/ou e-campus). Partiel et examen.

1. Thermodynamique et équilibres chimiques par Alain Gruger aux éditions Dunod
2. Thermodynamique dans la collection les nouveaux précis Bréal par Jean-Louis Queyrel aux éditions Bréal
3. Thermodynamique et cinétique chimiques, équilibres chimiques en solution aqueuse dans la collection les nouveaux précis Bréal par Jacques Mesplède aux éditions Bréal
4. Thermodynamique par Hubert Lumbroso aux éditions Ediscience International

Chimie de la L1 parcours BCST ou PCST, Chimie de la L1 Biotechnologie Chimie de la L1 santé

Première partie : Notions en réactivité chimique

Dessiner un diagramme énergétique pour une réaction endothermique ou exothermique
Expliciter la notion d’énergie d’activation d’une réaction chimique
Différencier un intermédiaire réactionnel et un état de transition 
Identifier les différents intermédiaires réactionnels

Deuxième partie : Réactivité des dérivés halogénés

Donner le nom et les propriétés physico-chimiques des dérivés halogénés
Décrire la réactivité d’un dérivé halogéné dans une réaction de Substitution Nucléophile d’ordre 1 et 2 sur le plan mécanistique, cinétique et stéréochimique
Décrire la réactivité d’un dérivé halogéné dans une réaction d’Elimination d’ordre 1 et 2 sur le plan mécanistique, cinétique et stéréochimique
Anticiper une compétition entre une réactivité d’ordre 1 et d’ordre 2 pour une Substitution Nucléophile et une Elimination
Anticiper une compétition entre des réactions de Substitution Nucléophile et d’Elimination
Détailler la synthèse et les propriétés physico-chimiques des organométalliques (organolithiens et organomagnésiens)

Troisième partie : Réactivité des dérivés carbonylés : aldéhydes et cétones

Donner le nom et les propriétés physico-chimiques des dérivés carbonylés
Identifier les principales réactivités des dérivés carbonylés (addition, oxydation, réduction et réactivités des énolates)
Décrire la réaction d’addition de diverses nucléophiles (faibles et forts) sur un dérivé carbonylé
Anticiper les produits issus d’une réaction d’oxydation et de réduction des dérivés carbonylés

Quatrième partie : Synthèse et réactivité des alcools

Donner le nom, la classe et les propriétés physico-chimiques des alcools
Décrire la synthèse des alcools à partir de dérivés halogénés et carbonylés
Détailler les différentes réactivités des alcools

Cinquième partie : Pratique de laboratoire

Choisir la verrerie et suivre un protocole expérimental établi
Mettre en place des réactions chimiques basées sur des réactivités connues
Apprendre le fonctionnement de matériels courants de laboratoire
Rédiger un compte rendu de travaux pratiques

OAV 1 : Dessiner un diagramme énergétique détaillé d’une transformation chimique en y incluant les intermédiaires et les états de transition OAV 2 : Détailler les réactions de Substitution Nucléophile (SN) et d’Elimination (E) d’ordre 1 et 2 de dérivés halogénés et alcools OAV 3 : Prédire l’ordre 1 et 2 pour les réactions de Substitution et d’Elimination et anticiper les compétitions SN vs. E OAV 4 : Décrire la préparation des dérivés carbonylés et exposer la réactivité des aldéhydes et cétones vis-à-vis de nucléophiles faibles et forts; d’oxydants et de réducteurs OAV 5 : Réaliser une synthèse chimique basée sur une réactivité connue en suivant un protocole expérimental établi

Enseignements avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales et corrigés, tests en ligne). Interrogations en TD, partiel, examen.

« Chimie Organique », N. Rabasso, De Boeck. « Chimie Organique », J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers, Oxford. « Traité de Chimie Organique », P. Vollhardt et N. Schore, De Boeck. « Chimie Organique : Tout le cours en fiches », J. Maddaluno, V. Bellosta, I. Chataigner, F. Couty, L. Garcia, A. Harrison-Marchand, M.-C. Lasne, C. Lopin-Bon, J. Rouden, Dunod

1. Partie sur l’acquisition des connaissances de base nécessaires à l’étude des réactions chimiques en solution de l’UE Transformations de la matière du L1 S2 PCST
2. Partie sur les équations différentielles de l’UE Mathématiques pour PCST du L1 S1 PCST

Cours/TD

1. Cinétique formelle 1.1. Définition d’une vitesse de réaction, loi de vitesse et facteurs déterminants 1.2. Réactions simples, d’ordres entiers positifs (0, 1, 2 et pseudo-premier ordre) 1.3. Réactions élémentaires 1.4. Détermination des lois d’évolution de la concentration par résolution des équations différentielles de la cinétique 1.5. Représentation graphique de ces lois d’évolution 1.6. Temps de demi-réaction 1.7. Effet de la température : loi d’Arrhénius 1.8. Réactions réversibles (lien entre la thermodynamique et la cinétique), successives et parallèles (jumelles et compétitives)
2. Mécanismes et catalyse 2.1. Mécanismes réactionnels 2.2. Réactions en chaîne : définition des différentes étapes, réactions en chaînes droite et ramifiée 2.3. Catalyses homogène, enzymatique et hétérogène TP Cinétique et énergie d’activation de la décoloration du bleu de bromophénol

1. Ecrire des vitesses de réaction
2. Décrire l’évolution temporelle d’un système en réaction chimique dans le cadre d’une réaction d’ordre 0, 1 ou 2
3. Déterminer les caractéristiques cinétiques (ordre et constante de vitesse de réactions) à partir de données expérimentales temporelles
4. Appliquer la loi d’Arrhénius pour déterminer l’énergie d’activation d’une réaction à partir de données expérimentales
5. Schématiser le profil énergétique d’un acte élémentaire
6. Ecrire les lois de vitesse dans le cas de mécanismes réactionnels simples
7. Ecrire les lois de vitesse dans le cas de mécanismes complexes
8. Manipuler les lois de vitesse pour déterminer l’évolution des quantités de matière
9. Valider ou invalider une loi de vitesse pour un mécanisme complexe à partir de données expérimentales
10. Identifier le type de catalyse homogène, enzymatique ou hétérogène
11. Etablir la loi d’évolution des quantités de matière dans le cas d’une cinétique enzymatique de Michaelis-Menten et en manipulant les isothermes de Langmuir pour les catalyses hétérogènes

Cours, TD et TP en présentiel. Documents pédagogiques disponibles sur e-campus. Utilisation de ressources pédagogiques relevant de TICe (Technologies de l’Information et de la Communication pour l’enseignement) Partiel et examen.

1. Cinétique chimique par Claude Moreau et Jean-Paul Payen dans la collection Belin Sup Sciences, 1988.
2. Cours de Chimie-Physique par Paul Arnaud aux éditions Dunod.
3. Chimie : exercices et problèmes corrigés, 2ème année PC-PC* par Bruno Fosse, Jean-Bernard Baudin et Frédéric Lahitète aux éditions Dunod, 2006.
4. Cinétique enzymatique par Athel Cornish-Bowden, Marc Jamin et Valdur Saks aux éditions EDP Sciences, 2005.

Chimie de la L1 parcours BCST ou PCST, Chimie de la L1 Biotechnologie. Chimie de la L2 S3 parcours BCST ou L2 S3 Bioconcours ou L2S3 DLBC

Première partie : Synthèse et réactivité des acides carboxyliques

Donner le nom, les propriétés physico-chimiques et spectroscopiques des acides carboxyliques
Préparation des acides carboxyliques à partir de précurseurs carbonylés, addition de réactifs de Grignard sur le dioxyde de carbone, par hydrolyse de nitrile.
Détailler les différentes réactivités des acides carboxyliques pour la formation d’esters, d’amides, de chlorure d’acide et leur réduction par des hydrures.

Deuxième partie : Synthèse et réactivité des alcènes

Donner le nom, les propriétés physico-chimiques et spectroscopiques des alcènes
Donner les préparations des alcènes par hydrogénation contrôlée des alcynes, élimination d’ordre 1 et 2 avec définition des notions de stabilité des carbocations, d’hyperconjugaison et énoncer des règles de Zaïtsev et par allongement des chaînes carbonées.
 Détailler la réactivité des alcènes et leur conséquence stéréochimique : définition des additions stéréospécifiques, non stéréospécifiques, régiosélective – énoncé des règles de Markovnikov. Pour illustrer ces notions, des exemples de réaction (Dihydrogénation, Dihydroxylation, Hydroboration, Addition d’acides hypohalogéneux, d’acides halohydriques, iodolactonisation, addition d’eau et d’alcool en milieu acide) seront abordés.
Décrire les réactions de coupures oxydantes des alcènes, de cyclopropanation.
Aborder des notions de polymérisations cationiques, de réactions radicalaires - définition de l’effet Kharash.

Troisième partie : Synthèse et réactivité du benzène et des composés aromatique

Expliciter et définir les règles régissant l’aromaticité (Hückel)
Donner les généralités sur les composés aromatiques, les nommer.
Réactivité du benzène : détailler des intermédiaires de Wheland, leur stabilité, les effets Activation/Désactivation des substituants du benzène sur l’orientation (Règles de Holleman)
Décrire les principales réactions de Substitutions Electrophiles Aromatiques (SEAr) : Halogénation, Alkylation et acylation (Friedel et Crafts), Nitration et sulfonation.

Quatrième partie : Pratique de laboratoire

Etablir un protocole expérimental à partir de recherche bibliographique.
Mettre en place des réactions chimiques basées sur des réactivités connues.
Rédiger un compte rendu de travaux pratiques.

OAV 1 : Décrire la synthèse et la réactivité des acides carboxyliques OAV 2 : Décrire la synthèse et la réactivité des alcènes OAV 3 : Décrire la réactivité du benzène et des composés aromatiques OAV 4 : Réaliser une synthèse chimique en suivant un protocole expérimental établi/à établir par recherche bibliographique

Enseignements avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales et corrigés, tests en ligne). Interrogations en TD, partiel, examen.

« Chimie Organique », N. Rabasso, De Boeck. « Chimie Organique », J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers, Oxford. « Traité de Chimie Organique », P. Vollhardt et N. Schore, De Boeck. « Chimie Organique : Tout le cours en fiches », J. Maddaluno, V. Bellosta, I. Chataigner, F. Couty, L. Garcia, A. Harrison-Marchand, M.-C. Lasne, C. Lopin-Bon, J. Rouden, Dunod

L1 PCST (S2) : Transformation de la matière L1 BCST (S2) : Transformation et propriétés de la matière L2 (S3) : Thermochimie

1. Rappels : transformation de la matière et thermochimie (solution aqueuse, réactions en solution, activité chimique d’une espèce, état d’équilibre, constante d'équilibre, enthalpie libre de réaction, sens d’évolution spontanée d’une réaction chimique, théorie acide-base selon Brønsted-Lowry, constante d’acidité et force relative des acides et des bases).
2. Détermination de l’état d’équilibre d’une solution aqueuse : méthode de la réaction prépondérante.
3. Equilibres acide-base : calcul de pH dans des cas simples (acides forts, acides faibles, bases fortes, bases faibles, polyacides, polybases, ampholytes), diagramme de prédominance et de distribution des espèces en fonction du pH, solutions tampons.
4. Equilibres de complexation : notions de base (complexe, ligand), nomenclature, constantes de formation et de dissociation, équilibres successifs, diagrammes de prédominance, prévision du sens d’échange de ligand ou de centre métallique, rôle acido-basique.
5. Équilibres de précipitation-dissolution : notion de solubilité d’un composé ionique, produit de solubilité, solubilité et stœchiométrie des sels, condition de précipitation, domaine d'existence d'un solide, facteurs influençant la solubilité d'une espèce (effet d'ion commun, pH, complexation), précipitation sélective des cations métalliques en solution aqueuse.
6. Équilibres d’oxydoréduction : degré d'oxydation, couple redox, réaction d’oxydoréduction (équilibrer une équation de réaction redox par la méthode des demi-réactions, calculer une constante d’équilibre, prévoir le sens d’une réaction redox), notion d’une cellule électrochimique (circuit ouvert, mode galvanique et régime d’électrolyse), fonctionnement d’une pile (pile Daniell), différents types d’électrode, potentiel d’oxydoréduction, approche empirique de la relation de Nernst, force électromotrice d’une pile et enthalpie libre de réaction, facteurs influençant le potentiel redox (précipitation, complexation, pH), potentiel standard apparent, introduction aux diagrammes potentiel – pH.
7. Analyse en solution aqueuse : diverses méthodes de dosage (direct, en retour, par étalonnage), équilibres chimiques et dosages (acide/base, redox, complexométrique, par précipitation), relation à l’équivalence, détection de l’équivalence (colorimétrie, conductimétrie, potentiométrie), choix d’un indicateur coloré, dosages simultanés et successifs, estimation de l’incertitude de la mesure lors d'un dosage.

1. Identifier le type de réaction en solution aqueuse à l’aide des données thermodynamiques. Connaître les différents types de réaction en solution aqueuse. Savoir équilibrer les équations de réactions chimiques en solution.
2. Définir le sens d’évolution spontanée et l’état d’équilibre d’un système siège d’une réaction chimique. Poser et vérifier les hypothèses simplificatrices dans le but d’établir la composition d’une solution aqueuse à l’équilibre. Prévoir l’état final d’une réaction à l’aide des données thermodynamiques.
3. Définir la composition chimique d’une solution aqueuse en fonction d’un paramètre du système. Exploiter et établir un diagramme de prédominance, d’existence ou de distribution de différentes espèces en solution.
4. Relier la composition d’une pile à la différence de potentiel à ses bornes. Calculer le potentiel d’électrode à l’équilibre. Connaître les éléments constitutifs d'une pile. Construire une pile et identifier son fonctionnement.
5. Réaliser et analyser de manière critique un dosage en solution aqueuse en utilisant plusieurs méthodes. Repérer l’équivalence par différentes méthodes. Exploiter les résultats expérimentaux pour déterminer la concentration d’une espèce dosée. Identifier et analyser les sources d’erreur, évaluer la précision d’un dosage. Comparer la pertinence relative d’une méthode de suivi d’un dosage. Réaliser un étalonnage. Suivre les règles d'hygiène et de sécurité. Connaitre et savoir utiliser le matériel de base du laboratoire chimique.
6. Savoir retrouver une grandeur thermodynamique à partir d’un dosage en solution aqueuse. Exploiter une courbe de dosage pour déterminer une valeur expérimentale d’une constante thermodynamique. Modéliser une courbe de dosage dans un cas simple.

Enseignement de type classique avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales et corrigés, exercices WIMS).

1. Chimie analytique. D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler. Traduction et révision scientifique de la 7ème édition américaine par C. Buess-Herman, J. Dauchot-Weymeers et F. Dumont. De Boeck, 2006.
2. Chimie physique. P. W. Atkins, J. De Paula. Traduction de la 9ème édition américaine par J. Toullec. De Boeck, 2013.
3. Chimie Tout-En-Un MPSI-PTSI. B. Fosset. Collection : j'intègre tout-en-un. Dunod, 2004.
4. Exos Résolus - Prépas Chimie PCSI. J. Calafell, B Champin, B. Durand, D. Nogue, J.-B. Rote, D. Vivares. Hachette Éducation, 2015.
5. De l’oxydoréduction à l’électrochimie. Y. Verchier, F. Lemaître. Ellipses, 2006. Tout autre ouvrage de niveau Licence sur le programme détaillé ci-dessus.

Programme de L1/L2 en atomistique, thermodynamique , chimie des solutions.

Description du métal : orbitales d Description des ligands, : denticité, hapticité Géométrie, isoméries des complexes Nomenclature Décomptes électroniques : modèles ionique et covalent Structure électronique des complexes : théorie du champ cristallin Structure électronique des complexes : Modèle des orbitales moléculaires (avec méthode des fragmentations) dans le cas des interactions sigma Série spectrochimique des ligands et du métal Stabilisation des complexes polydentes (effet chélate…)

Travaux pratiques : 2* 4h : caractérisation d’un complexe par UV -vis, dosage complexométrique

Savoir décrire et représenter les orbitales d -Savoir décrire les ligands (denticité/hapticité) en se basant sur la structure de Lewis et la règle de l’octet.

• Savoir déterminer à partir de la coordinence et d’une représentation de CRAM la géométrie d’un complexe. Différencier et nommer (isomérie, nomenclature) des complexes
• Savoir déterminer la configuration électronique du métal dans un complexe : le degré d’oxydation , la configuration dn et calculer le nombre total d’électrons de valence du complexe en utilisant le modèle covalent et ionique du décompte électronique.)
• Savoir expliquer la structure électronique au sein des complexes moléculaires par la : *Théorie du champ cristallin *construction de diagramme d’OM en utilisant la méthode de fragmentation (interaction sigma)
• Savoir expliquer l’effet chélate en utilisant les notions de thermodynamique
• Savoir relier quelques propriétés physiques (magnétisme, absorption optique, catalyse) à la structure électronique

Structure électronique des molécules, Y. Jean F. Volatron (pour revoir les bases) edition Dunod Les orbitales moléculaires dans les complexes: cours et exercices corrigés Yves Jean, les editions de Polytechnique. Shriver & Atkins' inorganic chemistry P W Atkins; Duward F Shriver 5th edition Version française : Chimie Inorganique, A. Pousse editions De Boeck Supérieur