CHI5043 -2 Réaction chimique 2: équilibre et oxydoréduction

Informations sur l'examen CHI5043
Partie 1 Partie 2
Laboratoire
/30
Théorique
/70
Durée maximale : 2h 3h
Tableau périodique : non [ Afficher ]
Feuille de formules : non [ Afficher ]
Calculatrice permise : scientifique scientifique
Domaine d'examen

Animations

Pile de Daniell

Cette animation permet de visualiser le principe du fonctionnement chimique d'une pile Daniell.
Animation Flash

Chiffres significatifs

Cette animation présente la notion de chiffres significatifs en lien avec la précision d'une mesure.
Animation Flash

Pile de Daniell

La formation d’eau à partir de l’oxygène et de l’hydrogène produit de l’électricité. C’est sur ce principe que fonctionne la pile à combustible.
Animation Java

Vidéos

Équilibre chimique

Équilibre chimique, système fermé, vitesse directe, vitesse inverse.

Équilibre chimique

Facteurs qui influencent un équilibre chimique : concentration, pression, température.

Équilibre chimique

Résume sur l'étude qualitative d'équilibre chimique, effet des facteurs macroscopiques sur l'équilibre.

Neutralisation acido-basique

Calcul du pH dans une neutralisation acide et base cava = cbvb.

Acide et base

Acide et base d'Arrhenius et acide et base conjugués de Bronsted et solution tampon.

Calcul du pH règle du 5%

Calcul du pH d'un acide faible et d'une base faible peu dissociés. La Règle du 5%.

Calcul du pH sans la règle du 5%

Calcul du pH d'un acide faible et d'une base faible peu dissociés. Sans la règle du 5%.

Calcul du pH

Calcul de pH pour un acide fort et une base forte, Ka et Kb.

Ka et Kb

Calcul et utilisation de Ka et Kb.

Kc et Kps

Expression des constantes d'équilibre Kc et Kps.

Kc et Kps

Calcul des constantes Kc et Kps.

Kc et Kps

Influence de la température et de la pression sur Kc et Kps.

Oxydoréduction

Équations d'oxydoréduction.

Pile de Daniell

Pile galvanic Zn/Cu, oxydoréduction.

Oxydo-réduction

Balancement avec le nombre d'oxydation.

Oxydo-réduction

balancement avec le nombre d'oxydation Partie 2.

Oxydo-réduction

Nombre d'oxydation, charge apparente.

Oxydo-réduction

Oxydation, réduction, réaction spontanée, potentiel standard de réduction.

Notions

  • Contenu notionnel
    • État d'équilibre d'un système :
    • descriptions macroscopique et microscopique;
      interprétation de résultats expérimentaux;
      interprétation de graphiques.
    • Facteurs qui influent sur l'état d'équilibre d'un système :
    • prédiction des effets de modifications apportées à un système en équilibre;
      interprétation des résultats à l'aide du principe de Le Châtelier.
    • Concentration et pH d'une solution :
    • définition mathématique du pH;
      mesures obtenues par titrage;
      conversions.
    • Constante d'équilibre :
    • généralisation de l'expression de la constante d'équilibre;
      influence de la température sur sa valeur;
      interprétation d'un changement de valeur de la constante à l'aide du principe de Le Châtelier.
    • Force relative de différents acides :
    • constante de dissociation (Ka);
      interprétation de résultats expérimentaux;
      classification de différents acides.
    • Description d'une réaction d'oxydoréduction :
    • oxydation, réduction, oxydant, réducteur.
    • Équations d'une réaction d'oxydoréduction :
      écriture;
      balancement.
    • Potentiels normaux de réduction ou d'oxydation :
    • différence de potentiel d'un couple de métaux.
  • Pile électrochimique :
      • description;
        déclin ou « mort » de la pile.
      • Résolution de problèmes :
      • facteurs qui influent sur l'état d'équilibre d'un système;
        aspect dynamique de l'équilibre chimique :
          constante d'équilibre;
          concentrations à l'état d'équilibre;
        oxydoréduction;
        spontanéité des réactions d'oxydoréduction;
        piles électrochimiques.
    • Perspective histoire-technologie-société (H-T-S)
      • Liens entre l'étude de l'équilibre chimique et de l'oxydoréduction et les progrès faits en chimie :
      • découvertes qui ont découlé de l'étude de l'équilibre chimique;
        découvertes qui ont découlé de l'étude de l'oxydoréduction.
      • Applications techniques de l'équilibre chimique ou de l'électrochimie :
      • acides et bases au quotidien;
        applications industrielles de l'équilibre chimique;
        fonctionnement d'une pile électrochimique;
        fonctionnement d'une pile électrolytique;
        applications de l'électrochimie.
      • Changements sociaux et conséquences environnementales de l'exploitation de l'équilibre chimique et de l'oxydoréduction :
      • perturbation de l'équilibre d'un cycle naturel;
        importance du pH dans certains milieux;
        exploitation industrielle de l'équilibre chimique;
        développement de l'électrochimie.
    • Démarche expérimentale
      • Rédaction d'un protocole expérimental :
      • choix du matériel nécessaire;
        consignes de manipulation;
        règles de sécurité applicables.
      • Rédaction d'un rapport de laboratoire :
      • présentation claire et ordonnée de toutes les parties du rapport de laboratoire;
        description de l'expérience effectuée;
        présentation des résultats;
        analyse rigoureuse des résultats;
        discussion des résultats;
        conclusion à tirer des résultats par rapport au problème posé.

    Domaine d'examen


    Dimension 1
    – Choisir, parmi une série d'énoncés qui décrivent des réactions d'oxydoréduction, ceux qui sont vrais. Justifier son choix ou corriger les énoncés fautifs de façon à les rendre valides. (4 %)

    Dimension 2
    – Prévoir l'effet de l'ajout d'un catalyseur ou d'une variation de concentration, de pression ou de température sur un système en équilibre. Justifier cette prévision à l'aide du principe de Le Châtelier. (4 %)
    – Déterminer le pH des deux solutions utilisées dans un titrage acide-base. Utiliser la concentration connue d'une des solutions et les mesures du titrage pour l'autre solution. (2 %)
    Déterminer les concentrations en H3O+ et en OH– d'une solution dont on connaît le pH. (2 %)
    – Donner l'expression de la constante d'équilibre d'une réaction chimique dont l'équation est donnée et prévoir l'influence d'une variation de température sur sa valeur. Justifier l'influence prévue à l'aide du principe de Le Châtelier. (4 %)
    – Balancer une équation d'oxydoréduction à partir des degrés d'oxydation. (4 %)

    Dimension 3
    – Choisir, parmi différents systèmes, ceux qui sont en équilibre et dire en quoi les systèmes non retenus ne le sont pas. Les systèmes seront présentés sous la forme de schémas illustrant un système où se déroule une réaction chimique, ou sous la forme d'énoncés descriptifs d'un tel système, ou de graphiques illustrant l'évolution, dans le temps, des réactions directe ou inverse, ou des résultats d'expériences faites en laboratoire et portant sur l'état d'équilibre d'un système. (4 %) – Étant donné les résultats d'une expérience dont l'objet est d'établir la force relative d'au moins trois acides, les classer selon leur force, écrire l'équation de dissociation d'un de ces acides et déterminer la constante de dissociation d'un autre de ces acides. (4 %)
    – Étant donné trois agents oxydants ou réducteurs dont on connaît les potentiels normaux de réduction ou d'oxydation, classer les couples oxydants-réducteurs possibles selon la différence de potentiel produite. Fournir les étapes du raisonnement. (4 %)
    – Choisir, parmi une série d'énoncés qui expliquent le fonctionnement ou le déclin de piles électrochimiques dont les schémas sont fournis, ceux qui sont vrais. Justifier son choix ou corriger les énoncés fautifs de façon à les rendre valides. (4 %) Réactions chimiques 2 : équilibre et oxydoréduction Définition du domaine d'examen 8 – Résolution de problèmes : Proposer au moins deux modifications à apporter à un système en équilibre permettant de faire varier la concentration de l'un ou l'autre des produits ou des réactifs. Expliquer son choix des modifications à l'aide du principe de Le Châtelier. (4 %)
    Utiliser la constante d'équilibre dans l'analyse d'un équilibre chimique. Déterminer les concentrations à l'état d'équilibre ou les concentrations initiales d'un ou de réactifs ou des produits. (4 %)
    Déterminer, par des calculs stoechiométriques, les quantités de substance participant à une réaction d'oxydoréduction dont on connaît l'équation. (4 %)
    Choisir, parmi une série de couples oxydant-réducteur, ceux qui donnent lieu ou non à des réactions spontanées et justifier son choix. (3 %)
    Étant donné le schéma d'une pile électrochimique, écrire l'équation globale d'oxydoréduction de cette pile et déterminer sa différence de potentiel. (4 %)

    Dimension 4
    – Expliquer des liens existant entre l'étude de l'équilibre chimique ou de l'oxydoréduction et les progrès qui ont été faits en chimie. Se référer à l'information fournie et aux connaissances acquises dans le cours. (5 %)
    – Expliquer l'exploitation qui est faite de l'équilibre chimique ou de l'électrochimie dans une application technique. Se référer à l'information fournie et aux connaissances acquises dans le cours. (5 %)
    – Décrire brièvement la situation qui existait avant l'apparition d'une application technique dans laquelle on exploite l'équilibre chimique ou l'électrochimie et les nouvelles possibilités amenées par son implantation. Se référer à l'information fournie et aux connaissances acquises dans le cours. (5 %)

    Dimension 5
    – Rédiger le protocole d'une expérience qui permettrait de résoudre un problème portant sur l'équilibre chimique ou l'oxydoréduction. Le protocole proposé doit comporter la liste du matériel nécessaire, les règles de sécurité appropriées et des consignes de manipulation claires et explicites. Le choix du matériel nécessaire sera effectué à partir d'une liste de matériel généralement utilisé en chimie fournie avec l'épreuve. (10 %)
    – Exécuter une expérience de laboratoire pour laquelle un protocole expérimental est fourni et rédiger le rapport de laboratoire correspondant. L'expérience pourra porter sur tout sujet abordé dans l'un ou l'autre des trois cours du programme. Toutes les parties du rapport de laboratoire doivent être présentées d'une façon claire et ordonnée; elles doivent de plus fournir une description fidèle de l'expérience effectuée, de ses résultats (présentation, analyse et discussion) ainsi qu'une conclusion claire, se rattachant au problème de départ. (20 %)

    1Direction de la formation générale des adultes
    Service de l'évaluation