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Cégep • Montréal

Chimie des solutions 202-SN2-RE (ancien 202-NYB)

Le cours de chimie des solutions 202-SN2-RE (ancien 202-NYB) tourne presque entièrement autour d'une seule idée, l'équilibre chimique, déclinée en acides-bases, solubilité et oxydoréduction. Qui maîtrise vraiment le tableau d'avancement traverse la session sans encombre.

9 séries d'exercices entièrement corrigés (90 exercices), 9 fiches de révision, un examen blanc. Gratuit, sans compte. Le même cours en anglais.

Mesure et vitesse de réaction

  1. 1 La mesure, les incertitudes et le traitement graphique des données Le laboratoire de chimie des solutions, là où la constante cherchée n'est plus une lecture mais une pente. Tolérances de la verrerie jaugée et cumul des incertitudes d'une dilution en série, courbe d'étalonnage de Beer-Lambert calculée à la main par moindres carrés, coefficient de détermination et ce qu'il ne dit pas, incertitude sur la pente par la méthode des droites extrêmes, lecture inverse d'une concentration inconnue et domaine de linéarité. Puis une partie niveau examen : le tracé qui décide entre ordre 1 et ordre 2, la traversée du logarithme qui transforme un centième de pH en cinq pour cent de concentration, l'exposant qui triple une incertitude relative dans un produit de solubilité, un comprimé de fer dosé par spectrophotométrie avec son budget d'incertitude et ses rejets, et une énergie d'activation lue dans une pente d'Arrhenius. Fiche
  2. 2 La cinétique chimique Vitesses moyennes et rapports stœchiométriques, méthode des vitesses initiales avec les unités de k à justifier, les trois lois intégrées reconnues par le comportement de leurs demi-vies successives, loi d'Arrhenius et énergie d'activation. Puis une partie niveau examen : le profil énergétique qui montre pourquoi un catalyseur abaisse les deux barrières de la même quantité et ne peut donc pas déplacer l'équilibre, un mécanisme à pré-équilibre dont l'intermédiaire doit être éliminé et qui explique une énergie d'activation apparente négative, un mécanisme confronté à la loi de vitesse expérimentale, l'élimination d'un médicament et le choix industriel entre chauffer et catalyser. Fiche

Équilibre, acides et bases

  1. 3 L'équilibre chimique Écrire une constante et prédire un sens avec le quotient réactionnel, manipuler Kc (inverse, demi-équation, combinaison), le tableau ICE avec le test des 5 % puis la quadratique complète, la relation Kp = Kc(RT) puissance delta n avec le piège du mauvais R, et les équilibres hétérogènes où les solides disparaissent de l'expression. Puis une partie niveau examen : le degré de dissociation qui change avec la dilution alors que la constante ne bouge pas, les trois pièges de Le Chatelier (gaz inerte à volume constant puis à pression constante, catalyseur) tranchés par le calcul de Q et non par la règle récitée, un carré parfait qui évite la quadratique, et van 't Hoff utilisée pour remonter à l'enthalpie. Fiche
  2. 4 Les acides et les bases L'échelle de pH et les solutions fortes, les couples de Brønsted et le sens favorisé, l'acide faible avec son pourcentage d'ionisation qui augmente à la dilution, la base faible et la relation Ka fois Kb, et les polyacides où l'on démontre que la concentration en ion carbonate vaut numériquement Ka2, quelle que soit la dilution. Puis une partie niveau examen : le titrage acide fort-base forte point par point, le titrage d'un acide faible avec ses quatre régions dont la demi-équivalence qui livre le pKa par simple lecture, les quatre cas d'hydrolyse des sels, la solution tampon face à l'eau pure, et la préparation d'un tampon poussé jusqu'à la rupture de sa capacité. Fiche
  3. 5 Les titrages et les solutions tampons Une courbe de titrage lue en quatre informations dont le pKa qui se lit directement à la demi-équivalence, le titrage d'une base faible par un acide fort où l'équivalence tombe en milieu acide, le diacide et ses deux sauts, le pouvoir tampon calculé et comparé à son maximum théorique, et la dilution qui ne change pas le pH mais divise la robustesse par dix. Puis une partie niveau examen : l'erreur de titrage chiffrée à moins soixante-neuf pour cent quand on choisit le mauvais indicateur, la méthode de la dérivée première, cinq affirmations à corriger, le dosage en retour d'un comprimé antiacide, et le tampon bicarbonate du sang avec son acidose et sa compensation respiratoire. Fiche

Solubilité et électrochimie

  1. 6 Solubilité et produit de solubilité Passer du Ksp à la solubilité molaire pour trois stœchiométries et faire le chemin inverse à partir d'une solubilité mesurée en grammes par litre, l'effet d'ion commun justifié par Le Chatelier, le quotient ionique qui décide s'il y aura précipité, et la précipitation sélective. Puis une partie niveau examen : les ions complexes qui rendent le chlorure d'argent quatre mille fois plus soluble dans l'ammoniaque mais restent impuissants sur l'iodure, les hydroxydes amphotères avec le calcul du pH de solubilité minimale, la solubilité des hydroxydes en fonction du pH, l'adoucissement d'une eau dure et une analyse gravimétrique où l'erreur de lavage se chiffre. Fiche
  2. 7 Oxydoréduction et électrochimie Les nombres d'oxydation et leurs deux exceptions, l'équilibrage par demi-réactions en milieu acide puis basique, la pile galvanique avec son pont salin, les trois écritures d'une même information (E degré, delta G et K), l'équation de Nernst et la pile de concentration, les lois de Faraday, et la prévision des produits d'une électrolyse aqueuse où l'eau impose sa limite. Puis une partie niveau examen : le dosage du fer par permanganimétrie, la corrosion et la protection cathodique avec le calcul d'une anode sacrificielle, et l'accumulateur au plomb comparé à l'essence en densité d'énergie. Fiche

Thermodynamique et solutions

  1. 8 Thermodynamique chimique L'enthalpie de réaction par les enthalpies de formation, la loi de Hess pour atteindre une enthalpie que le calorimètre ne peut pas mesurer, le signe prévisible de l'entropie, l'énergie libre de Gibbs et ses quatre cas, et la température d'inversion lue sur une droite. Puis une partie niveau examen : l'entropie de l'univers qui montre que le critère delta G inférieur à zéro n'est que le deuxième principe réécrit, le passage de delta G à la constante d'équilibre, le calcul hors conditions standards qui explique pourquoi un four à chaux balayé fonctionne bien en dessous de sa température d'inversion, le procédé Haber et la réduction d'un oxyde métallique par le carbone. Fiche
  2. 9 Solutions et propriétés colligatives Le chapitre des solutions repris avec les outils du second cours : la dissolution y devient un équilibre qu'on chiffre. L'enthalpie de dissolution par le cycle énergie réticulaire contre hydratation, l'entropie qui rend spontanée une dissolution qui refroidit, la constante de Henry traitée comme une constante d'équilibre et dérivée par van 't Hoff sur l'oxygène d'une rivière réchauffée, le Ka d'un acide faible remonté par cryoscopie et la raison pour laquelle la méthode ne vaut rien, la force ionique et les coefficients d'activité qui expliquent l'effet de sel. Puis les propriétés colligatives lues sur le diagramme de phases, les déviations à la loi de Raoult et les azéotropes, cinq affirmations à corriger, la lyophilisation du point triple au bilan énergétique, et l'extraction liquide-liquide où fractionner le solvant divise la perte par dix. Fiche

Quand les chapitres sont faits

Une épreuve complète, en conditions d'examen. À faire une fois derrière vous les chapitres qu'elle couvre : elle mesure ce que vous savez faire sur une question jamais vue.

Examen blanc

Examen blanc de synthèse

Sujet complet au format d'un examen final : 12 exercices en 3 heures, notés sur 100, corrigé détaillé question par question. Chaque exercice croise plusieurs chapitres et aucune question n'annonce sa méthode. Constante d'équilibre lue dans le rapport des constantes de vitesse, énergies d'activation des deux sens reliées à l'enthalpie, sulfures précipités sous contrôle du pH, séparation sélective par un tampon, choix d'un indicateur coloré, potentiel standard déduit d'un produit de solubilité, pile à combustible comparée au rendement de Carnot, et identification d'une espèce inconnue par quatre mesures.

  • 12 exercices
  • 100 points
  • 180 minutes
Passer l'épreuve

Ce qu'il faut tenir avant

Le programme de Chimie des solutions 202-SN2-RE (ancien 202-NYB) s'appuie sur 7 chapitres venus d'avant. Ce ne sont pas des révisions de confort : chacun est le point d'appui d'un chapitre listé ci-dessus, et un élève qui décroche en cours d'année décroche presque toujours sur l'un d'eux. Tous ont leur fiche de révision, à lire d'une traite avant la rentrée.

Secondaire 5, Chimie

Chimie générale 202-SN1-RE (ancien 202-NYA)

À lire sur ce niveau

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