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Chimie Terminale S

Chimie Terminale S. Enseignement de spécialité. Découpage horaire. 11 séances TP ou activités 3 séances exercices et évaluation. Objectifs. Consolider et diversifier la culture scientifique Développer des compétences expérimentales. Progressions possibles. Les activités du chimiste

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Chimie Terminale S

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Presentation Transcript

  1. Chimie Terminale S Enseignement de spécialité

  2. Découpage horaire • 11 séances TP ou activités • 3 séances exercices et évaluation

  3. Objectifs • Consolider et diversifier la culture scientifique • Développer des compétences expérimentales

  4. Progressions possibles • Les activités du chimiste (selon les quatre parties du B.O.) • Thème directeur Une contrainte articuler enseignement obligatoire et enseignement de spécialité

  5. Document d’accompagnement • 40 documents rédigés pour • exercer un choix pédagogique • réaliser différents types d’activités • Quelques références bibliographiques d’autres manipulations envisageables • Des documents complémentaires à l’intention de l’enseignant

  6. Choix pédagogique • Centrer sur la compréhension des protocoles et des techniques • Permettre un travail par thème • Respecter la liberté pédagogique de l’enseignant

  7. Types d’activités • Manipulation élève • Autres activités • recherche documentaire • étude d’un texte • analyse d’un protocole écrit ou d’une manipulation filmée • etc. • Exercices d’entraînement

  8. Onze séances autour d’un thème… • Textile et papier • Médecine et pharmacie • Boissons et alimentation • Chimie et art • Chimie et agriculture

  9. Thème« médecine et pharmacie » Partie A (2 séances) • Extraction de l’eugénol (A01) • Principes actifs d’un médicament (A07) Partie B (2 séances) • Synthèse du paracétamol (B1) • Synthèse de l’essence de Wintergreen (B4)ou synthèse d’un polyester biodégradable (fil chirurgical)

  10. Thème« médecine et pharmacie » Partie C (4 séances) • Bleu de méthylène dans un collyre (C01) • Vitamine C dans un comprimé et/ou eau oxygénée officinale (oxydoréduction) • Ions bicarbonate dans un comprimé (acide-base) (C09) • Ions chlorure dans un lait maternisé (conductimétrie) (C14) • Ions calcium et magnésium dans un comprimé (complexation) (C12)

  11. Thème« médecine et pharmacie » Partie D (3 séances) • Préparation de l’alumine : matière première des pâtes dentifrice, pansements gastriques (D1) • Formulation d’un médicament (activité documentaire) • « Dans la poubelle du pharmacien… » (activité documentaire)

  12. Tableaux récapitulatifs Pour choisir une manipulation en fonction • de l’espèce chimique extraite, synthétisée, dosée… • des techniques mises en œuvre • des réinvestissements possibles • du thème directeur choisi • du domaine d’application

  13. Partie A : un exemple A05 – Colorants alimentaires dans un sirop • Chromatographie de partage sur papier • Influence de la nature de l’éluant (relation structure-propriétés) • Mise en œuvre d’une technique d’extraction des colorants (fixation sur la laine)

  14. Choix de l’éluant

  15. Prolongements possibles • Structure moléculaire et couleur • composés aromatiques • lien avec le programme de physique

  16. Prolongements possibles • Spectres d’absorption des colorants du sirop de menthe Situation « Au vu des spectres d’absorption, est-il possible de déterminer les concentrations des deux espèces contenues dans le sirop de menthe ? »

  17. Spectre d’absorption du jaune de tartrazine Spectre d’absorption du sirop de menthe Spectre d’absorption du bleu patenté V 640 nm 425 nm 425 nm 450 nm 640 nm

  18. Partie B • Compétences exigibles • compétences expérimentales, différentes techniques, sécurité • justification des étapes d’un protocole • groupe caractéristique amide • Réinvestissements Seconde et Première S • Approfondissements enseignement obligatoire de Terminale S

  19. Réinvestissements Seconde et Première S • Lire et écrire des formules chimiques • squelettes carbonés • groupes caractéristiques • isomérie Z et E • Reconnaître des types de réactions • Tableau descriptif de l’évolution du système

  20. Approfondissements enseignement obligatoire de Terminale S • État d’équilibre d’un système, rendement • Contrôle de la transformation • Réactions compétitives • Groupes caractéristiques (ester, anhydride d’acide)

  21. Synthèses proposées • Paracétamol • Butanone • Acide benzoïque • Esters odorants • Vanilline • Synthèses proposées en Première S • Autres…

  22. excès + anhydride restant dans eau + acide acétique excès + anhydride restant Une étape dans la synthèse du paracétamol (B1) • Familles de composés + (CH3CO)2O + CH3CO2H • Contrôle de la transformation • Réaction entre deux groupes caractéristiques • Réactions compétitives ? • Contrôle qualité

  23. Partie C Effectuer des contrôles de qualité • Dosages par étalonnage • Titrages directs ou indirects • réaction d’oxydoréduction • réaction acido-basique • autres (précipitation et complexation)

  24. Partie C : des exemples C09 – Ions hydrogénocarbonate contenus dans une eau de boisson Situation À l’aide du diagramme de distribution des espèces, quel réactif titrant utiliser pour doser une espèce ampholyte : espèce acide ou espèce basique ?

  25. Diagramme de distribution des espèces pH > 12 pH < 4,5 Titrage par les ions hydroxyde : Titrage par les ions oxonium : Choix du réactif titrant

  26. Démarche • Titrage des ions hydrogénocarbonate • à l’aide d’un pH-mètre • à l’aide d’un indicateur coloré approprié Utilisation possible d’un logiciel de simulation • Comparaison à l’information portée sur l’étiquette

  27. Partie C : des exemples C14 – Ions chlorure dans un lait • Titrage des ions chlorure suivi par conductimétrie • Application du critère d’évolution pour justifier le choix du réactif titrant

  28. Courbe d’évolution de la conductivité de la solution de lait en fonction du volume, V, de la solution de nitrate d’argent versé Courbe de titrage conductimétrique

  29. Application du critère d’évolution pour la réaction support du titrage Situation 1,0 mL de solution de nitrate d’argent de concentration molaire 1,0.10-2 mol.L-1 est ajouté à 250 mL de lait préalablement dilué contenant 1,0 g.L-1 d’ions chlorure. Ag+(aq) + Cl-(aq) = AgCl(s) K = 109,7 5,0.109 [Ag+] = 4,0.10-5 mol.L-1 et [Cl-] = 2,8.10-4 mol.L-1 Calcul de Qr,i dans l’état initial du système : Qr,i < K : le système évolue vers la formation du chlorure d’argent (sens direct) K = 5,0.109

  30. Des manipulations connues…Des réinvestissements possibles • Application du critère d’évolution pour les titrages • Réactions compétitives • indicateurs de fin de réaction (précipitation, complexation, oxydoréduction) • diagrammes de distribution • Groupes caractéristiques • Types de réactions…

  31. Partie D : de la matière première à la formulation • Séparer : une étape dans l’élaboration d’un métal • Électrolyser : fabriquer, purifier, protéger, embellir • Formuler, conditionner • Récupérer 3 séances

  32. Partie D : un exemple D1 – Production d’un oxyde, l’alumine, à partir d’un minerai, la bauxite Pourcentage en masse (bauxite rouge de l’Hérault)

  33. Démarche et objectifs • Expériences simples • comprendre le principe de l’extraction de l’alumine • mettre en évidence l’importance d’une propriété, l’acidobasicité, sur un procédé industriel

  34. Démarche et objectifs • Purification de l’alumine en quatre étapes • dissolution de l’alumine contenue dans le minerai en milieu basique • élimination des impuretés par décantation et filtration • régénération de l’alumine par précipitation de l’hydroxyde d’aluminium • calcination de l’hydroxyde d’aluminium : obtention de l’alumine purifiée

  35. dissolution de l’alumine dissolution de l’alumine décantation et filtration décantation et filtration traitement des « impuretés » solides : dissolution en milieu acide de l’oxyde de fer traitement des « impuretés » solides : dissolution en milieu acide de l’oxyde de fer précipitation de l’hydroxyde d’aluminium précipitation de l’hydroxyde d’aluminium calcination de l’hydroxyde d’aluminium calcination de l’hydroxyde d’aluminium Prolongement expérimental possibledosage de l’élément fer dans la bauxite

  36. Dosage de l’élément fer • Réduction des ions fer(III) en ions fer(II) par le zinc • Titrage d’oxydoréduction par les ions dichromate

  37. Prolongements possibles en activité documentaire • Extraction industrielle de l’alumine à partir de la bauxite : procédé Bayer • Principe de la réduction électrolytique de l’oxyde d’aluminium liquide • L’industrie de l’aluminium, quels risques pour la santé ? • Le tri sélectif des déchets et récupération de l’aluminium

  38. Usine d’aluminium, Gardanne, 15 mai 1898 L’alumine à Gardanne de 1893 à nos jours, P. MIOCHE, PUG 1994

  39. Pour finir… • Le document d’accompagnement à paraître au fur et à mesure http://membres.lycos.fr/groupexperts ouhttp://groupexperts.dyndns.org et prochainement sur le site Eduscol • Appels à contributions davous@ccr.jussieu.fr • Offres de formation : hydrométallurgie, J.L. Vignes, IUFM Créteil

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