Il réalisera des expériences de laboratoire qui illustreront ... - CCDMD
Thermodynamique et cinétique chimique : chimie physique générale : corrigés
de sujets de concours de 1ére année en pharmacie. Espeau, Philippe. 536.7 Esp
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CÉGEP SAINT-JEAN-SUR-RICHELIEU
Département Chimie - Physique
Plan de cours
Programme : Sciences de la nature
Cours : Chimie des solutions Code : 202-NYB-05
Nombre dheures : 75 Nombre dunités : 2 2/3
Pondération : 3-2-3 Préalable : Chimie 584 du secondaire
Professeurs
Local
Poste
Després Daniel
A-229
2175
Gaillot Geneviève
A-227
2315
Jacques Steve
A-212
2672
Landry Stéphane
A-227
2669
_________________________
___________
_________
Responsable du département
Després Daniel
A-229
2175
Session : A- 2008
Présentation du cours
Les étudiants en Sciences de la nature abordent le cours « Chimie des solutions » à la première session du programme, quils soient du profil sciences de la santé et de la vie ou du profil sciences pures et appliquées. Ce cours vise essentiellement à appliquer, à compléter et à approfondir les connaissances du cours de chimie précédent, Chimie 584 du secondaire. Létudiant y fera létude des propriétés des solutions, du phénomène de léquilibre, de la cinétique chimique et des notions élémentaires doxydo-réduction et des piles électrochimiques. Il réalisera des expériences de laboratoire qui illustreront et qui aideront à mieux comprendre le contenu théorique du cours tout en linitiant à de nouvelles techniques expérimentales.
Le cours de chimie des solutions sappuie sur certains préalables en chimie, en mathématiques et en physique. Létudiant pourra appliquer ses connaissances dans divers contextes interdisciplinaires. Il utilisera quelques notions de physique et résoudra des problèmes en faisant appel à différentes opérations mathématiques.
Certains éléments de contenu de ce cours constituent un préalable pour les cours de chimie générale et organique et certains autres seront utiles pour les cours de biologie dans le programme Sciences de la nature.
Compétence visée dans le cours
Énoncé de la compétence : Analyser les propriétés des solutions et les réactions en solution.
Contexte de réalisation :
À partir de situations théoriques
- individuellement;
- à loccasion de résolutions de problèmes qualitatifs ou quantitatifs.
À partir de situations expérimentales
- au laboratoire, individuellement ou en équipe;
- à laide dun protocole expérimental détaillé, dune documentation scientifique proposée;
- à loccasion de la rédaction dun rapport de laboratoire.
Note sur la compétence :
- Latteinte de la compétence nécessite la compréhension des propriétés des solutions, des phénomènes de léquilibre et de la cinétique chimique.
- Les situations dapprentissage doivent contribuer à préparer le terrain pour létude de la chimie générale et organique. Lélève devra utiliser la calculatrice, lordinateur et dautres instruments appropriés. Des applications seront tirées de contextes de la vie courante.
- Les apprentissages suggérés par les divers éléments de la compétence serviront de base aux autres cours de chimie et aux cours de biologie dans le programme Sciences de la nature.
Éléments de la
compétence
Importance
relative (%)Critères de performance
Analyser les propriétés colligatives des solutions.
20 %
Utilisation appropriée des concepts, des lois et des principes relatifs aux propriétés des solutions.
Utilisation appropriée de la terminologie et du symbolisme.
Application concrète des propriétés des solutions.
Rigueur et cohérence de la démarche de résolutions de problèmes.
Application des acquis à de nouveaux domaines.
Résoudre des problèmes relatifs aux équilibres chimiques.
40 %
Utilisation appropriée des concepts, des lois et des principes relatifs aux équilibres chimiques.
Analyse du phénomène déquilibre chimique.
Rigueur, cohérence de la démarche de résolutions de problèmes.
Schématisation adéquate des situations présentées.
Application des acquis à de nouveaux domaines.
Résoudre des problèmes relatifs à la cinétique des réactions en solution.
10 %
Application des lois de la cinétique chimique.
Rigueur et cohérence de la démarche de résolutions de problèmes.
Schématisation adéquate des situations présentées.
Vérifier expérimen-talement quelques propriétés des solutions et déterminer expérimentalement quelques caracéris-tiques de réactions en solution.
30 %
Respect de la démarche scientifique, du protocole expérimental et des techniques dexpérimentation.
Respect des règles de sécurité et de protection de lenvironnement.
Exactitude des calculs et estimation des incertitudes.
Présence des éléments constituants dun rapport de laboratoire et respect des normes établies.
Objectifs de la formation fondamentale
Le Cégep Saint-Jean-sur-Richelieu sest doté dun projet de formation fondamentale. Parmi trente-deux objectifs retenus, il a choisi den privilégier quatre. Le Département de chimie propose quelques mesures pour en faciliter latteinte.
Maîtriser la langue française orale et écrite et être capable de sexprimer et décrire de façon cohérente.
Lélève devra accorder une attention particulière aux exercices et problèmes nécessitant la lecture et la compréhension dun texte. Il devra aussi rédiger tous ses écrits dans un français correct.
Développer des habiletés danalyse, de synthèse, de critique à travers un processus de pensée logique.
Pour atteindre cet objectif, le professeur privilégiera les moyens suivants :
- des retours fréquents sur des notions déjà étudiées;
- en abordant des preuves ou exercices théoriques;
- en exigeant des solutions claires et détaillées, avec les justifications appropriées;
- en proposant des modèles de solution;
- en insistant toujours sur la compréhension des concepts de base pour limiter la mémorisation.
Acquérir une méthode de travail intellectuel organisée et efficace.
Le professeur :
- insistera sur la lecture de la matière du cours à venir;
- favorisera la prise de notes et la production de résumés par les élèves, à la fin de chaque chapitre;
- accordera une grande attention à la rédaction de rapport de laboratoire;
- stimulera le travail continu.
Maîtriser les habiletés mathématiques de base.
Le cours « Chimie des solutions » contribue à latteinte de lobjectif « Maîtriser les habiletés mathématiques de base » de la formation fondamentale. De plus, dans le cadre du programme Sciences de la nature, il contribue également à latteinte de certains des buts généraux suivants du programme :
Développer des habiletés à faire une recherche documentaire.
Le cours Chimie des Solutions exige des étudiants quils améliorent leurs habiletés à faire une recherche documentaire.
Par ailleurs, dans le cadre du programme Sciences de la nature, le cours Chimie organique I contribue également à latteinte de certains des buts généraux suivants du programme (page suivante) :
Les buts généraux du programme de sciences de la nature
Appliquer la démarche scientifique.
Résoudre des problèmes de façon systématique.
Utiliser des technologies appropriées de traitement de linformation.
Raisonner avec rigueur.
Communiquer de façon claire et précise.
Apprendre de façon autonome.
Travailler en équipe.
Établir des liens entre la science, la technologie et lévolution de la société.
Identifier son système de valeur.
Situer le contexte démergence et de développement des concepts scientifiques.
Développer des attitudes propres au travail scientifique.
Traiter des situations nouvelles à partir de ses acquis.
Objectifs dapprentissage
Séquence
dapprentissage
(périodes)
Éléments
de
compétence
Objectifs visés
Éléments de
contenu
18
1
1.1 Connaître les concepts, les lois et les théories pour comprendre les propriétés des solutions ainsi que les facteurs qui les influencent.
1.2 Utiliser correctement la terminologie et le symbolisme reliés à la chimie inorganique.
1.3 Interpréter des graphiques et les relier aux phénomènes étudiés.
1.4 Résoudre des problèmes faisant appel à la composition, à la dilution de différentes solutions et aux propriétés colligatives en utilisant une démarche cohérente et en appliquant les opérations mathématiques appropriées.
1.5 Citer quelques applications pratiques des propriétés colligatives dans la vie courante.
- Nomenclature inorganique
- Unités de concentration
- Calculs volumétriques
- Propriétés colligatives des solutions électro-lytiques et non électro-lytiques
31
2
2.1 Connaître les concepts, les lois et les théories pour comprendre le phénomène déquilibre chimique.
2.2 Appliquer correctement le principe de Le Chatelier aux phénomènes étudiés.
2.3 Appliquer les concepts et les principes appropriés pour calculer le pH, les concentrations des espèces présentes à léquilibre et les quantités relatives des réactifs nécessaires à la préparation dune solution aqueuse ou dune solution tampon de pH déterminé.
2.4 Connaître les concepts, les lois et les théories pour comprendre lélectrochimie.
2.5 Appliquer les concepts et les principes appropriés à lélectrolyse et aux piles électrochimiques.
- Équilibre chimique; systèmes homogènes et hétérogènes.
- Principe de Le Chatelier.
- Concepts dacide et de base.
- Équilibre acide-base.
- Solutions tampons
- Réaction et titrage acide/base en milieu aqueux.
- Équilibre ionique
- Équilibre doxydo-réduction
Stratégies denseignement-apprentissage
Stratégies dévaluation des apprentissages
Formules
denseignement
Activités
dapprentissage
Évaluations
formatives
Évaluations sommatives
Exposé magistral
Dialogue avec le groupe
Lecture
Prise de notes
Exercices en groupe ou individuellement en classe
Exercices à la maison
Atelier(s)
ADVANCE \d4
Atelier(s)
et
exercices
Examen de deux périodes
(portant sur le premier élément de compétence).
Exposé magistral
Dialogue avec le groupe
Lecture
Prise de notes
Exercices en groupe ou individuellement en classe.
Exercices à la maison
Atelier(s)
Ateliers
et
exercices
Examen de deux périodes
(portant sur une partie du deuxième élément de compétence).
Objectifs dapprentissage
Séquence
dapprentissage
(périodes)
Éléments
de
compétence
Objectifs visés
Éléments de
contenu
8
3
3.1 Connaître les concepts, les lois et les théories essentielles à la compréhension de la cinétique chimique.
3.2 Analyser clairement linfluence des principaux facteurs et leurs effets sur la vitesse et sur le mécanisme des réactions chimiques.
3.3 Résoudre des problèmes faisant appel à la cinétique chimique en utilisant, le cas échéant, des représentations graphiques ou une démarche cohérente et en appliquant les opérations mathéma-tiques appropriées.
- Aspect qualitatif.
- Équation de vitesse
différentielle.
- Équation de vitesse intégrée (ordres 0, 1 et 2).
- Constante de vitesse.
- Temps de demi-réaction.
18
4
4.1 Maîtriser quelques techniques expérimen-tales de base utilisées en chimie.
4.2 Manipuler correctement les instruments de base régulièrement utilisés.
4.3 Appliquer fidèlement un protocole expérimental.
4.4 Appliquer rigoureu-sement des normes de base de la rédaction des rapports de laboratoire.
4.5 Appliquer les règles de sécurité dans un laboratoire et de protection de lenviron-nement.
- Mesure de quelques grandeurs physiques, évaluation de la précision des instruments de mesures et utilisation de la balance analytique.
- Analyses quantitatives.
- Études comparatives des grandeurs physiques, des lois, etc.
Stratégies denseignement-apprentissage
Stratégies dévaluation des apprentissages
Formules
denseignement
Activités
dapprentissage
Évaluations
formatives
Évaluations sommatives
Exposé magistral
Dialogue avec le groupe
Lecture
Prise de notes
Exercices en groupe ou individuellement en classe
Exercices à la maison
Atelier(s)
ADVANCE \d6
Atelier(s)
et
exercices
Examen synthèse (partie théorique) de trois heures portant sur les trois premiers éléments de compétence.
(À la fin de la session)
Courts exposés magistraux
Travaux pratiques
Lecture
Prise de notes
Séances de laboratoire
Rédaction des rapports de laboratoire
Tests, prélabs, postlabs
Examen synthèse (partie expérimentale) de 2 périodes portant sur le quatrième élément de compétence (les techniques de manipulation, la théorie des expériences et les questions « postlab »).
ÉVALUATION
Formules dévaluation
Nombres de périodes
Pondération
Semaines
Premier examen partiel
deux périodes
15 %
à déterminer
Deuxième examen partiel
deux périodes
20 %
à déterminer
Examen synthèse théorique commun à la section chimie
trois heures
30 %
semaines dévaluation
Examen synthèse pratique commun à la section chimie
deux périodes
15 %
dernière semaine de cours
* Mini-travaux
20 %
* Les modalités dévaluation des mini-travaux seront déterminées par le professeur.
Les étudiants se trouvant en situation déchec à la fin de la session pourront réussir le cours aux conditions suivantes :
a) avoir obtenu une moyenne générale minimale de 50 % durant la session (examens partiels et mini-travaux);
et
b) avoir obtenu une note minimale de 60 % lors de lexamen de laboratoire;
et
c) avoir obtenu une note minimale de 60 % lors de lexamen synthèse théorique.
Médiagraphie
Livre de base obligatoire :
BOISCLAIR, Gilles et Jocelyne PAGÉ. Guide des sciences expérimentales, 3e édition, 2004, ERPI.
ZUMDAHL, S. S. Chimie des solutions, 3e édition, 2007, C.E.C.
Livres de référence :
CHANG, Raymond et Luc PAPILLON. Chimie fondamentale, volume 2, 2e édition, 2002, Chenelière/McGraw-Hill.
FLAMAND, Eddy et Jean-Luc ALLARD. Chimie des solutions, 2e édition, 2003, Modulo.
HILL, John W. et Ralph H. PETRUCCI. Chimie des solutions, 2003, ERPI.
REGER, Daniel L., Scott R. GOODE et Edward E. MERCER. Chimie des solutions, 2001, Études Vivantes.
TOURNIER, M., et M. SERVANT. Chimie 2, C.E.C., 1983. Livre 1 : Les équilibres de phases, Livre 2 : Les équilibres chimiques, La cinétique chimique.
Politique dévaluation des apprentissages (PEA)
Les élèves sont invités à prendre connaissance de la politique dévaluation des apprentissages du collège qui se trouve dans le cahier de programme en Sciences de la nature.
Aucune absence aux séances de laboratoire ne sera tolérée à moins de raisons très sérieuses. Lélève qui, pour des raisons majeures, ne peut être présent à une séance de travaux pratiques en laboratoire doit en aviser son professeur le plus tôt possible, dans la semaine. Lélève sera alors invité à reprendre individuellement son expérience et ce, le plus rapidement possible. Toute absence non motivée entraîne une note de zéro (0).
La présence aux activités dévaluation est obligatoire. Dans le cas dune évaluation sommative, une absence non motivée entraîne automatiquement la note zéro (0).
En cas dabsence imprévue à une activité dévaluation sommative, lélève doit prendre contact avec lenseignant et lui déposer des pièces justificatives. La pondération de lexamen synthèse théorique englobera alors celle de lexamen omis (mini-test, examens partiels I et II).
En cas dune absence anticipée pour un motif grave à une activité dévaluation formative ou sommative, lélève doit prendre un arrangement avec lenseignant concerné, avant le moment prévu pour lactivité.
Politique du département de Chimie-Physique
Révision de la note finale de lélève
Les notes finales comprises entre 55 % et 59 % sont automatiquement révisées par les membres du département avant que ces notes soient transmises au registraire.
Le Département de Chimie-Physique rajoute les points suivants à la politique de révision de note pour les notes finales inférieures à 55 %:
le département souhaite que lélève communique avec son professeur pour demander la vérification de sa note sil croit quil y a eu une erreur au niveau de la correction, du calcul, de la transcription, etc.;
le comité de révision de note se réunira simplement pour vérifier la note finale inscrite sur le bulletin, sil y a lieu, et pour compléter le document administratif de la révision de note.
Politique du cours
Lélève se doit de consulter régulièrement ses courriels (Groupwise et/ou sur Decclic) afin dobtenir la documentation et /ou linformation requise(s) pour le cours.
Advenant le cas dune absence motivée aux examens finaux pratique et/ou théorique, lélève reprendra ceux-ci en janvier pour la session dautomne et en juin ou août pour la session dhiver.
Politique du français
Conformément à une décision unanime des professeurs de la section chimie, les politiques suivantes seront mises en vigueur :
- une note pouvant aller jusquà 10 % des points sera enlevée pour les fautes de syntaxe et dorthographe relevées dans tout travail détudiant;
- un étudiant pourra être invité à reprendre un travail si la qualité du français laisse trop à désirer.
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