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Colles physique 943_20

Voici votre tout dernier programme de colle de l'année : 20pgmcolle

Note aux colleurs : les notions sur le calcul diff sont très fraîches, on vise essentiellement la bonne compréhension des définitions. La règle de la chaîne n'a pas encore été vue, ce sera fait lundi. Si vous souhaitez l'utiliser dans un exercice, veillez à guider les élèves}

J'en profite pour remercier tous les colleurs qui ont accepté de vous (étudiants de 943) accompagner cette année dans cette préparation précieuse aux concours.

~ TL;DR ~

Sup' : toute la Chimie de sup' (cinétique, Chimie des solutions, cristallographie).
Spé' : thermodynamique et cinétique de la réaction électrochimique + cinétique et thermodynamique des réacteurs ouverts.

~ Révisions de sup' ~

Tout !...

~ Programme de spé' ~

Approche thermodynamique de la réaction d'oxydo-réduction
(lien vers le chap. 16)

Connaissances :

• vocabulaire et conventions liées aux piles électrochimiques ;
• lien entre l'enthalpie libre de réaction Δ_rG d'une réaction d'oxydo-réduction et la force électromotrice e de la pile associée ;
• loi de Nernst ;
• définition de l'enthalpie libre de demi-réaction Δ_1/2G associée à un couple oxydant / réducteur à partir du potentiel électrochimique E associé à ce couple ;
• fonctionnement d'un électrolyseur.

Compétences :

• calculer une constante d'équilibre K° à partir de la fém standard E° de la pile associée ;
• calculer une grandeur thermodynamique (potentiel standard d'oxydo-réduction, constante d'acidité, produit de solubilité, constante globale de formation d'un complexe, etc.) en proposant un cycle thermodynamique adapté (utilisant, entre autres, des enthalpies libres de demi-réaction).

Cinétique électrochimique
(lien vers le chap. 17)

Connaissances :

• définition des courants anodique et cathodique, lien avec les vitesses des réactions d'oxydation et de réduction ;
• allure générale des courbes courant-potentiel (limitation par la cinétique de la réaction chimique) : impact de présence de l'oxydant et/ou du réducteur, de la concentration des espèces électroactives, etc.
• montage à trois électrodes ;
• notions de surpotentiel anodique, de surpotentiel cathodique ;
• comprendre l'origine de l'existence (ou de l'absence) de paliers de diffusion.

Compétences :

• attribuer une transformation rédox à une branche (d'oxydation ou de réduction) sur une courbe courant-potentiel ;
• relier la hauteur d'un palier de diffusion à la concentration de l'espèce électroactive impliquée ;
• identifier le point de fonctionnement d'un dispositif électrochimique : mélange direct des réactifs, pile électrochimique, électrolyseur ;
• déterminer le rendement faradique d'une électrolyse.

Cinétique en réacteur ouvert
(lien vers le chap. 18)

Connaissances :

• notion d'opération unitaire, de procédé industriel ;
• vocabulaire lié aux réacteurs ouverts : volume de contrôle, surface de contrôle, flux (entrants, sortants) volumiques / massiques / molaires, etc.
• définition du temps de passage, du taux de conversion ;
• hypothèses de travail dans le cas d'un réacteur parfaitement agité continu (RPAC), dans le cas d'un réacteur-piston (RP).

Compétences :

• savoir lire un schéma de procédé ;
• savoir effectuer un bilan de matière sur un réacteur ouvert en tenant compte des flux entrant(s) et sortant(s), et de la (des) réaction(s) chimique(s) ayant lieu au sein du réacteur ;
• simplifier ce bilan dans le cas d'une unique réaction admet un ordre 1, ayant lieu en solution au sein d'un réacteur ouvert (RPAC ou RP) travers par un flux volumique constant, en régime stationnaire ;
• savoir effectuer un bilan d'énergie sur un réacteur ouvert, avec ou sans pertes thermiques ;
• identifier le(s) point(s) de fonctionnement d'un réacteur ouvert par une méthode numérique ou par une méthode graphique, et discuter de la stabilité de ce(s) point(s) de fonctionnement.

Colles physique 943_19

Pour vous aider à préparer la colle, vous trouverez dans cours, ch209, les éléments de correction (non annotée) du DM10. Ce sera complété par des remarques une fois que j'aurai corrigé vos copies.

J'ai également modifié le chapitre 302 pages 24/25 (précision dans la définition de l'espérance, coquilles de notations dans le "en pratique"

19pgmcolle

Les attendus en topologie sont la connaissance parfaite des définitions et des caractérisations pour pouvoir démontrer, sur des exemples simples, les notions de convexe, ouvert, fermé, partie dense.