/!\ Note aux khôlleurs /!\
Le programme de khôlle relatif à la complexation ne couvre pas la structure électronique des complexes métalliques de métaux de transition (théorie des OM) -- uniquement l'aspect thermodynamique (formation / dissociation).
~ TL;DR ~
Sup' : Chimie des solutions (A/B, précipitation, oxydo-réduction, diagrammes de Pourbaix)
Spé' : réactivité des carbonyles, Chimie des solutions (complexation)
~ Révisions de sup' ~
Chimie des solutions : réactions acido-basiques
Connaissances :
- définir un acide de Brønsted, une base de Brønsted ;
- définir la constante d'acidité Ka d'un couple acido-basique ;
- définir un acide faible / fort dans l'eau, une base faible / forte dans l'eau ;
- connaître les propriétés acido-basiques de l'eau solvant (caractère acide, caractère basique, auto-protolyse, etc.) ;
- relation d'Henderson-Hasselbalch pour un couple acide faible / base faible (à savoir redémontrer) ;
- savoir définir ce qu'est une solution tampon, ce qu'est un pouvoir tampon.
Compétences :
- calculer une constante d'équilibre acido-basique à partir des constantes d'acidité des espèces mises en jeu, et conclure quant au caractère total de la réaction étudiée ;
- tracer le diagramme de stabilité (en fonction du pH) faisant intervenir les différentes formes acido-basiques d'une espèce ;
- lire et exploiter un diagramme de répartition ;
- calcul du pH d'une solution contenant un acide fort (seul) ;
- calcul du pH d'une solution contenant une base forte (seule) ;
- calcul du pH d'une solution contenant un acide faible (seul) ;
- calcul du pH d'une solution contenant une base faible (seule) ;
- calcul du pH d'une solution contenant un mélange acide faible / base faible.
Chimie des solutions : réactions de précipitation
Connaissances :
- définir le produit de solubilité Ks d'un solide dans un solvant donné ;
- exprimer la condition d'existence d'un précipité ;
- définir la solubilité s d'une espèce ;
- présenter l'effet d'ions communs.
Compétences :
- tracer le diagramme de stabilité d'une espèce en solution / sous la forme d'un précipité en fonction du pH ou du pX = -log([X]) ;
- calculer la solubilité s d'un solide dans différentes conditions (solvant pur ou non, etc.) ;
- anticiper l'effet de la pression, de la température, de la présence d'ions en solution, etc. sur la solubilité s d'une espèce ;
- établir le graphe log(s) = f(pH) pour une espèce donnée (en simplifiant l'expression de log(s) sur chacun des domaines d'étude).
Chimie des solutions : réactions d'oxydo-réduction
Connaissances :
- définition du nombre d'oxydation d'un élément au sein d'une espèce mono- ou polyatomique ;
- définir ce qu'est une oxydation, une réduction ;
- définir ce qu'est une réaction de dismutation, de médiamutation ;
- définir les notions de demi-pile, de pile électrochimique, de pont salin, d'électrode (anode et cathode), etc.
- définir le potentiel d'életrode, le potentiel de la solution, la force électromotrice d'une pile électrochimique ;
- présenter l'électrode standard à hydrogène (ESH), l'électrode au calomel saturé (ECS), l'électrode au chlorure d'argent ;
- énoncer la loi de Nernst ;
- proposer un montage permettant de réaliser le suivi potentiométrique d'un titrage (montage « à deux électrodes »).
Compétences :
- déterminer le nombre d'oxydation d'un élément au sein d'une espèce mono- ou polyatomique ;
- établir la demi-équation d'oxydo-réduction associée à un couple oxydant / réducteur (en solution aqueuse, en utilisant la convention « pH = 0 ») ;
- établir l'équation de la réaction d'oxydo-réduction entre l'oxydant d'un couple et le réducteur d'un autre couple ;
- calculer la constante d'équilibre K° d'une réaction d'oxydo-réduction à partir des potentiels standard E° (fournis) et en déduire le caractère quantitatif ou non de cette réaction ;
- proposer une représentation schématique / une représentation symbolique pour une pile életrochimique ;
- tracer le diagramme de stabilité (en fonction du potentiel E) faisant intervenir les différentes formes oxydo-réductrices d'une espèce.
Chimie des solutions : diagrammes potentiel-pH
Connaissances :
- connaître les différentes conventions de tracé pour un diagramme de Pourbaix (concentration fixée, concentration totale fixée, concentration atomique fixée, activité fixée, etc.) ;
- savoir identifier l'existence de phénomène de dismutation dans un diagramme de Pourbaix ;
- différencier les domaines d'existence et de prédominance sur un diagramme de Pourbaix ;
- comprendre la notion de blocage cinétique.
Compétences :
- méthodologie générale de construction pour un diagramme de Pourbaix (avec dismutation) ;
- tracer le «diagramme de Pourbaix de l'eau» (diagrammes de Pourbaix pour les couples H3O+ / H2 et O2 / H2O ;
- être capable de lire un diagramme de Pourbaix et d'en extraire différentes constantes thermodynamiques (constantes d'acidité Ka, potentiel standard E°, produit de solubilité Ks, etc.) ;
- utiliser la condition de continuité des frontières afin de déterminer des grandeurs thermodynamiques à l'aide d'un diagramme de Pourbaix ;
- superposer les diagrammes de Pourbaix relatifs à différentes espèces afin de prévoir l'existence (ou l'absence) de réactions d'oxydo-réduction.
~ Programme de spé' ~
Réactivité des composés carbonylés
(lien vers le chap. 07)
Connaissances :
- nom des fonctions chimiques relatives aux composés carbonylés : carbonyles (aldéhydes et cétones), anion énolate, β-hydroxycarbonyles (β-aldols et β-cétols), carbonyles α,β-insaturés (énals et énones)
- présenter les différentes de réactivité entre les aldéhydes et les cétones ;
- discuter de la stabilité de l'anion énolate obtenu à partir d'un carbonyle énolisable ;
- discuter de la compétition entre les réactions d'O-alkylation et de C-alkylation ;
- présenter la réaction de condensation aldolique (aldolisation et cétolisation) ;
- discuter des problématiques liées à la condensation aldolique croisée (sélectivité de la réaction) ;
- présenter le mécanisme-limite de type E1cb, le comparer aux mécanismes-limite de types E1 et E2 ;
- présenter la réaction de crotonisation (catalysée en milieu faiblement basique) ;
- présenter la réaction de Michael.
Compétences :
- identifier un carbonyle énolisable, l'énolate cinétique, l'énolate thermodynamique ;
- proposer une base permettant de former un anion énolate à partir d'un carbonyle énolisable ;
- proposer un mécanisme pour la réaction de condensation aldolique en milieu « base faible », en milieu « base forte » ;
- proposer un mécanisme pour la réaction de crotonisation en milieu faiblement basique ;
- proposer un mécanisme pour la réaction de Michael ;
- proposer un mécanisme pour la réaction d'annélation de Robinson.
Description des complexes métalliques
(lien vers le chap. 08)
Connaissances :
- décrire qualitative de la liaison de coordination (modèle ionique) ;
- définir d'un complexe métallique d'un métal de transition ;
- définir les notions de site de coordination, de denticité, d'hapticité, de coordination (du centre métallique) ;
- définir la constante globale de formation d'un complexe, la constante globale de dissiciation d'un complexe, les constates successives de formation et de dissociation d'un complexe ;
- connaître le vocabulaire relatif à la formation / modification de complexes métalliques : coordination, décoordination, substitution, etc.
Compétences :
- identifier le nombre d'oxydation du centre métallique dans un complexe métallique ;
- nommer un complexe métallique en nomenclature systématique ;
- exprimer une constante (globale ou successive) de formation ou de dissociation d'un complexe en fonction d'autre constantes (globale ou successive) de formation ou de dissociation de ce même complexe ;
- tracer le diagramme de stabilité d'un centre métallique en fonction du potentiel-ligand (pL) à partir de constantes thermodynamiques fournies ;
- lire et exploiter un diagramme de distribution / des courbes de répartition faisant apparaître différentes formes complexées d'un même centre métallique ;
- proposer un protocole expérimental permettant de réaliser un titrage complexométrique.
