Cours : Renforcement des compétences en chimie








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titreCours : Renforcement des compétences en chimie
date de publication17.05.2017
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PLAN DE COURS

Renforcement des compétences en chimie


  1. INFORMATIONS GÉNÉRALES


Cours : Renforcement des compétences en chimie

Code : CHI000

Nombre de crédits : 3

Nombre d’heures : 60

Durée du cours : 15 semaines (4 h / semaine)

Début des cours :

Salle :

Professeur :

Téléphone :

Adresse électronique :



  1. DESCRIPTION DU COURS

Ce cours aux étudiants qui souhaiteraient poursuivre des études en chimie et qui ont besoin de compléter les notions acquises au cours des années précédentes.

Ce cours permettra à l'étudiant d'intégrer tous les concepts fondamentaux indispensables à la poursuite de ses études en chimie et de développer  aussi les habiletés préalables, comme les aptitudes à résoudre les problèmes, à manipuler au laboratoire, à rédiger les rapports de laboratoires et à mettre à profit les connaissances dans la réalisation de projets.

Deux finalités pédagogiques seront poursuivies : accroître la mémoire en favorisant l’intégration des connaissances, développer la pensée formelle en réalisant des apprentissages constructivistes.
2.1) Objectif général
Intégrer les concepts scientifiques nécessaires pour réussir les cours de chimie dispensés à l’Université et développer des compétences préalables en chimie.

2.2) Objectifs spécifiques à atteindre
- Différencier les sortes de la matière qui nous entoure et identifier les transformations qu’elle peut subir.
- Décrire l’évolution de la théorie atomique (Dalton, Rutherford, Bohr).
- Décrire les fondements de la théorie atomique de la mécanique quantique.
- Décrire la variation des propriétés périodiques sur la classification de Mendéleïev : variation du rayon atomique, de l’énergie d’ionisation, de l’indice d’électronégativité et des températures de changements d’états.
- Différencier formules brutes et formules développées pour les principales substances chimiques (stucture de Lewis).
- Identifier les principales liaisons chimiques : ioniques, covalentes, covalentes polaires, coordinence.
- Décrire les principales réactions ioniques (neutralisation et précipitation).
- Identifier les fonctions acide, base et sel.
- Identifier les différentes manières d’exprimer la concentration d’une solution : titre, molarité, molalité, normalité.
- Résoudre les problèmes de chimie en appliquant les principes de la stoechiométrie.

- Résoudre des problèmes d’application sur les lois des gaz : Avogadro, Boyle, Charles, Gay-Lussac, Dalton et loi des gaz parfaits.


- Résoudre les problèmes simples de calorimétrie.
- Calculer la variation d’enthalpie au cours d’une réaction chimique.
- Appliquer la loi de Hess à un système chimique.
- Différencier la vitesse moyenne et la vitesse instantanée d’une réaction chimique.
- Identifier les facteurs qui font varier la vitesse d’une réaction chimique.
- Identifier le rôle d’un catalyseur.
- Appliquer le principe de Le Châtelier et la loi d’action des masses à des systèmes chimiques en équilibre.
- Définir oxydant, réducteur, équation d’oxydoréduction et degré d’oxydation.
- Équilibrer les réactions d’oxydoréduction.
- Calculer les variations du potentiel standard d’un système rédox.
- Décrire le fonctionnement des piles électrochimique et électrolytique.
- Identifier les règles de nomenclature des principaux composés organiques : hydrocarbures (alcanes, alcènes, alcynes, carbures cycliques, carbures aromatiques), alcools, aldéhydes, cétones, amines, acides carboyxyliques et acides aminés.
- Identifier quelques méthodes de préparation des principaux composés organiques : hydrocarbures (alcanes, alcènes, alcynes, carbures cycliques, carbures aromatiques), alcools, aldéhydes, cétones, amines, acides carboyxyliques et acides aminés.

2.3) Les compétences à développer
a) Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordre chimique.

- Considérer le contexte de la situation

- Identifier les données initiales.

- Identifier les éléments pertinents et les relations qui les unissent.

- S’en donner une représentation

- Reformuler le problème en utilisant des concepts scientifiques.

- Proposer des explications ou des solutions possibles en utilisant la méthode scientifique.
b) Mettre à profit ses connaissances scientifiques dans son contexte.

- Situer une problématique scientifique ou technologique dans son contexte.

- Comprendre les principes scientifiques liés à la problématique

- Construire son opinion sur la problématique à l’étude.
c) Développer les habiletés de base en laboratoire.

- Manipuler au laboratoire dans l’ordre (prendre soin du matériel), à l’abri de tout accident (respecter les règles de sécurité), dans la propreté et avec minutie.

- Effectuer des mesures exactes en repérant les divisions des appareils de mesures (cylindre gradué, pipette, burette, thermomètre, etc.) sans erreur de parallaxe.

- Monter les appareils de base (distillation, filtration sous vide, filtration sous la pression normale, dosage volumétrique, préparation d’un gaz)
d) Communiquer à l’aide des langages utilisés en science et technologie

- Participer à des échanges d’information à caractère scientifique et technologique

- Interpréter des messages à caractère scientifique et technologique.

- Produire et transmettre des messages à caractère scientifique et technologique.

- Rédiger un rapport de laboratoire.

- Rédiger un mémoire de recherche.


  1. MÉTHODOLOGIE


Les activités d’apprentissages seront données en PRÉSENTIEL, en FORMATION À DISTANCE ou en TRAVAIL COLLABORATIF:
3.1) Activités en présentiel


  • Des COURS MAGISTRAUX en salle de cours ou par Télé-Université.




  • Des LABORATOIRES pour développer les habiletés propres à la chimie.


3.2) Activités en Formation à Distance (FAD)


  • Des FORUMS : discussions asynchrones entre participants au cours.




  • Des CHATS : chaque semaine, le professeur réservera une à deux heures de son temps pour répondre à toutes vos questions sur le cours.




  • Des LEÇONS organisés pour assimiler les concepts nécessaires à la réussite du cours et pour développer l’aptitude à résoudre des problèmes.




  • Des EXERCICES d’application.

.

  • Des SCHÉMAS DIDACTIQUES pour développer l’esprit de synthèse.




  • Des QUIZ.




  • Des BASES DE DONNÉES pour construire une collection de données structurées




  • Des DEVOIRS.




  • Des ATELIERS: travail collaboratif visant à produire un travail et évaluer ceux des pairs.




  • Des WIKIS : travail collaboratif au cours duquel une communauté édite une page Web.




  • Des GLOSSAIRES pour créer et entretenir une liste de mots spécifiques à la chimie avec leurs définitions.




  • Des TESTS SOMMATIFS.


3.3) Activités collaboratives (en dehors des FAD)


  • Des RÉALISATION DE PROJETS en équipe (tâches intégratives).




  1. TABLEAU DU CONTENU




#

Thèmes

Description

Heures

I

Notions de base

Méthodes utilisées en sciences. Unités et chiffres significatifs. La matière qui nous. Transformations de la matière : phénomènes physiques, phénomènes chimiques, phénomènes nucléaires.


5

II

Atomistique

Les premières théories atomiques : atome de Démocrite, atome de Dalton, atome de Thomson, atome de Rutherford-Bohr). Fondements de la mécanique quantique. Classification de Mendeleev : loi de la périodicité, variation des propriétés périodiques. Formules brutes et développées.


5

III

Chimie des solutions


Solutions électrolytiques. Propriétés des acides, des bases et des sels. Caractéristiques des solutions. soluté, solvant et solutions. Concentration d’une solution : titre, molarité, molalité, normalité. Dilution. Mole de matière.


5

IV

Neutralisation, pH et stoechiométrie

Acidité, alcalinité et définition de pH. Indicateurs et zones de virage. Neutralisation et dosages volumétriques. Loi de la conservation de la masse. Équilibrage d’une équation chimique. Équations chimiques qualitative et quantitative.

Stoechiométrie et résolution de problèmes de chimie.


5

V

Étude des gaz

Théorie cinétique des gaz. LES LOIS : loi d’Avogadro, loi de Boyle-Mariotte, lois de Charles et Gay-Lussac, loi des gaz parfaits, loi de la diffusion d’un gaz (loi de Grahan), loi de Dalton. Stoechimétrie et lois des gaz (volume molaire).


5

VI

Thermochimie

Calorimétrie, chaleur de réaction, enthalpie, entropie, loi de Hess, atomisation molécularisation et diagrammes d’énergie.


6

VII

Cinétique

chimique

Vitesse instantanée et vitesse moyenne d’une réaction chimique. Facteurs qui font varier la vitesse d’une réaction chimique. Catalyseurs.


5




INTRA




2

VIII

Équilibres

Systèmes en équilibre, constante d’équilibre, principe de Le Châtelier, loi d’action des masses. Résolution de problèmes faisant intervenir des équilibres. Produit de solubilité.


7

IX

Oxydo-réduction et piles

Calcul du degré d’oxydation d’un élément. Oxydoréduction : équilibrage des demi-réactions d’oydation et de réduction. Oxydant et réducteur. Potentiel standard. Piles électrochimiques et piles électrolytiques


5




RÉVISIONS

EXAMENS




10







TOTAL

60

  1. ORDONNANCEMENT DES ACTIVITÉS







 

 

ACTIVITÉS COMPTABILISÉES

 

 

 

Thèmes

Cours

Leçons

Ateliers

Exercices

Laboratoires

MINI

Devoirs

TOTAUX

 

magistraux

 

 

 

Autres

TESTS

 

 

I

1,5

1,25

1,25

 

 

1

1,25

5

Révisions

 

60

110

 

 

100

75

345

II

0,5

1

1

1,5

 

1

1,5

5

Atomistique

 

60

50

80

 

100

95

385

III

0,5

1

1

1

0,5

1

1,25

5

Solutions

 

60

75

60

30

100

72

397

IV

0,5

1

1

1

0,5

1

1,5

5

Stoechiométrie

 

60

115

60

30

100

100

465

V

0,5

1

1

1

0,5

1

1,5

5

Gaz

 

60

100

60

30

100

97

447

VI

0,5

0,5

1,5

1

1,5

1

1,5

6

Thermochimie

 

30

150

60

60

105

98

503

VII

0,5

 

1,5

1

1

1

1,25

5

Cinétique

 

 

75

60

30

100

63

328

VIII

0,5

 

2,5

1,5

1,5

1

2

7

Équilibres

 

 

100

100

70

110

100

480

IX

0,5

 

1,5

1

1

1

1

5

Oxydoréduction

 

 

75

60

30

105

90

360

RÉVISIONS

4

 

 

 

 

 

 

4

INTRA

2

 

 

 

 

 

 

2

LABO

2

 

 

 

 

 

 

2

EXAMEN

4

 

 

 

 

 

 

4

Total des heures

17,5

5,75

12,25

9

6,5

9

12,75

60

Total des points

 

330

850

540

280

920

790

3710



Pour chaque thème, il y a deux lignes.

Première ligne : le temps en heures avec des décimales.

Deuxième ligne : le nombre de points.Liste des laboratoires durant la session


  1. Propriétés caractéristiques de la matière (masse volumique, chaleur massique, température de fusion, température d’ébullition. Procédés de séparation physique (décantation, filtration, distillation) et chimique (électrolyse).

  2. Réactions de précipitation.

  3. Recherche des cations et des anions dans une solution.

  4. Propriétés des acides, des bases et des sels.

  5. Dosages acidimétriques.

  6. Préparation de solutions.

  7. Vitesse de réaction.

  8. Chaleur de réaction.

  9. Équilibres chimiques.

  10. Réactions d’oxydoréduction.

  11. Dosages basés sur la réaction d’oxydoréduction

  12. Piles électrochimiques et piles galvaniques.

  13. Lois des gaz.


VI. Évaluation des connaissances et compétences



    • TRAVAUX DIRIGÉS

(activités comptabilisées et devoirs) 30 %


    • EXAMEN DE LABORATOIRE

10 %


    • EXAMEN INTRA 20 %



    • EXAMEN FINAL 40%



VII. GESTION DU COURS 

DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE

  •  Chimie organique, Paul Arnaud Édition Dunod.

  •  Chimie générale, Paul Arnaud Édition Dunod.

  •  Exercices résolus en chimie organique, Paul Arnaud Édition Dunod.

  •  Exercices résolus en chimie générale, Paul Arnaud Édition Dunod.

  • Notes de cours.

  • Ressources de l’Université En Ligne (UEL)


MATÉRIEL NÉCESSAIRE

  • Calculatrice (de préférence la Ti 89)

  • Sarrau blanc (pour les laboratoires)


EXIGENCES DU COURS


En ce qui concerne les activités données dans les locaux de l’université, les règles suivantes, sans être exhaustives, sont considérées comme un préalable indispensable au bon fonctionnement du cours :


  • Être ponctuel et arriver toujours en salle de cours avec son matériel.

  • En tout temps, appliquer le règlement de l’Université et faire preuve de politesse et de respect des autres.

  • Pendant les cours magistraux, une seule personne parle à la fois.

  • Durant chaque période, effectuer le travail demandé ; en dehors des cours respecter toutes les échéances planifiées).

  • Au laboratoire de chimie, respecter toutes les règles de sécurité.

  • Dans les locaux spécialisés (laboratoire de chimie et d’informatique), respecter tous les règlements spécifiques à ces locaux.



Plan du cours de renforcement des compétences en chimie © René-Yves Hervé Septembre 2009 Page


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