Chimie Terminale S

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 daccompagnement

• 40 documents rédigés pour
• exercer un choix pédagogique
• réaliser différents types dactivités
• Quelques références bibliographiques dautres
  manipulations envisageables
• Des documents complémentaires à lintention de
  lenseignant

6
Choix pédagogique

• Centrer sur la compréhension des protocoles et
  des techniques
• Permettre un travail par thème
• Respecter la liberté pédagogique de lenseignant

7
Types dactivités

• Manipulation élève
• Autres activités
• recherche documentaire
• étude dun texte
• analyse dun protocole écrit ou dune
  manipulation filmée
• etc.
• Exercices dentraînement

8
Onze séances autour dun 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 leugénol (A01)
• Principes actifs dun médicament (A07)
• Partie B (2 séances)
• Synthèse du paracétamol (B1)
• Synthèse de lessence de Wintergreen (B4) ou
  synthèse dun 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 lalumine matière première des
  pâtes dentifrice, pansements gastriques (D1)
• Formulation dun médicament (activité
  documentaire)
•  Dans la poubelle du pharmacien  (activité
  documentaire)

12
Tableaux récapitulatifs

• Pour choisir une manipulation
• en fonction
• de lespèce chimique extraite, synthétisée,
  dosée
• des techniques mises en œuvre
• des réinvestissements possibles
• du thème directeur choisi
• du domaine dapplication

13
TP A05 A06 A07
Espèce identifiée bleu patenté (E131), jaune de tartrazine (E102) rouge cochenille (E124), rouge allura (E129) aspirine, paracétamol, caféine
Lien avec le quotidien colorants alimentaires colorants alimentaires médicaments
État physique solide solide solide
Données physico-chimiques
Sécurité
CCM plaque de silice
Chromato. papier
Éluant chromato. divers propan-2-ol/ ammoniaque acétate déthyle/ éther diméthylique
Révélation chromato. visuelle visuelle UV
Réinvestissements autres que A11 et A12 Relation structure-propriétés Relation structure-propriétés
14
Partie A un exemple

• A05 Colorants alimentaires dans un sirop
• Chromatographie de partage sur papier
• Influence de la nature de léluant (relation
  structure-propriétés)
• Mise en œuvre dune technique dextraction des
  colorants
• (fixation sur la laine)

15
Choix de léluant
éluant 1 éluant 2 éluant 3 éluant 4 éluant 5 éluant 6
eau pure éthanol à 95 éthanol/eau dans le rapport 50/50 en volume eau salée à 20 g.L-1 eau salée à 100 g.L-1 éthanol/eau salée à 40 g.L-1 dans le rapport 50/50 en volume
éluant 4
eau salée à 20 g.L-1
16
Prolongements possibles

• Structure moléculaire et couleur
• composés aromatiques
• lien avec le programme de physique

17
Prolongements possibles

• Spectres dabsorption des colorants du sirop de
  menthe
• Situation
•  Au vu des spectres dabsorption, est-il
  possible de déterminer les concentrations des
  deux espèces contenues dans le sirop de menthe ? 

18
(No Transcript)
19
Partie B

• Compétences exigibles
• compétences expérimentales, différentes
  techniques, sécurité
• justification des étapes dun protocole
• groupe caractéristique amide
• Réinvestissements Seconde et Première S
• Approfondissements enseignement obligatoire de
  Terminale S

20
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 lévolution du système

21
Approfondissements enseignement obligatoire de
Terminale S

• État déquilibre dun système, rendement
• Contrôle de la transformation
• Réactions compétitives
• Groupes caractéristiques (ester, anhydride
  dacide)

22
Synthèses proposées

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

23
Une étape dans la synthèse du paracétamol (B1)
(CH3CO)2O
CH3CO2H

• Familles de composés

• Contrôle de la transformation

• Réaction entre deux groupes caractéristiques

• Réactions compétitives ?

• Contrôle qualité

24
Partie C

• Effectuer des contrôles de qualité
• Dosages par étalonnage
• Titrages directs ou indirects
• réaction doxydoréduction
• réaction acido-basique
• autres (précipitation et complexation)

25
Partie C des exemples

• C09 Ions hydrogénocarbonate contenus dans une
  eau de boisson
• Situation
• À laide du diagramme de distribution des
• espèces, quel réactif titrant utiliser pour
• doser une espèce ampholyte espèce acide
• ou espèce basique ?

26
Choix du réactif titrant
27
Démarche

• Titrage des ions hydrogénocarbonate
• à laide dun pH-mètre
• à laide dun indicateur coloré approprié
• Utilisation possible dun logiciel de simulation
• Comparaison à linformation portée sur létiquette

28
Partie C des exemples

• C14 Ions chlorure dans un lait
• Titrage des ions chlorure suivi par
  conductimétrie
• Application du critère dévolution pour justifier
  le choix du réactif titrant

29
Courbe de titrage conductimétrique
30
Application du critère dévolution pour la
réaction support du titrage

• Situation
• 1,0 mL de solution de nitrate dargent 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 dions 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 létat initial du système

Qr,i lt K le système évolue vers la formation du
chlorure dargent (sens direct)
K 5,0.109
31
Des manipulations connuesDes réinvestissements
possibles

• Application du critère dévolution pour les
  titrages
• Réactions compétitives
• indicateurs de fin de réaction (précipitation,
  complexation, oxydoréduction)
• diagrammes de distribution
• Groupes caractéristiques
• Types de réactions

32
Partie D de la matière première à la formulation

• Séparer une étape dans lélaboration dun métal
• Électrolyser fabriquer, purifier, protéger,
  embellir
• Formuler, conditionner
• Récupérer
• 3 séances

33
Partie D un exemple

• D1 Production dun oxyde, lalumine, à partir
  dun minerai, la bauxite
• Pourcentage en masse
• (bauxite rouge de lHérault)

Al2O3, n H2O 54
Fe2O3 20
SiO2 4
TiO2 3
H2O 19
Al2O3, n H2O 54
Fe2O3 20
34
Démarche et objectifs

• Expériences simples
• comprendre le principe de lextraction de
  lalumine
• mettre en évidence limportance dune propriété,
  lacidobasicité, sur un procédé industriel

35
Démarche et objectifs

• Purification de lalumine en quatre étapes
• dissolution de lalumine contenue dans le minerai
  en milieu basique
• élimination des impuretés par décantation et
  filtration
• régénération de lalumine par précipitation de
  lhydroxyde daluminium
• calcination de lhydroxyde daluminium
  obtention de lalumine purifiée

36
Prolongement expérimental possibledosage de
lélément fer dans la bauxite
37
Dosage de lélément fer

• Réduction des ions fer(III) en ions fer(II) par
  le zinc
• Titrage doxydoréduction par les ions dichromate

38
Prolongements possibles en activité documentaire

• Extraction industrielle de lalumine à partir de
  la bauxite procédé Bayer
• Principe de la réduction électrolytique de
  loxyde daluminium liquide
• Lindustrie de laluminium, quels risques pour la
  santé ?
• Le tri sélectif des déchets et récupération de
  laluminium

39
(No Transcript)
40
Pour finir

• Le document daccompagnement à paraître au fur et
  à mesure
• http//membres.lycos.fr/groupexperts ou
  http//groupexperts.dyndns.org
• et prochainement sur le site Eduscol
• Appels à contributions
• davous_at_ccr.jussieu.fr
• Offres de formation hydrométallurgie, J.L.
  Vignes, IUFM Créteil

41
(No Transcript)