1. Retour à l'accueil
  2. connexion
  3. EDS Physique terminale (2020)
  4. Mesure et incertitudes
  5. Constitution et transformations de la matière
    1. 1. 1. Déterminer la composition d’un système par des méthodes physiques et chimiques
      1. 2. Modéliser l’évolution temporelle d’un système, siège d’une transformation
        1. 3. 3. Prévoir l’état final d’un système, siège d’une transformation chimique
          1. 4. 4. Élaborer des stratégies en synthèse organique
          2. Mouvement et interactions
            1. 1. 1. Décrire un mouvement
              1. 2. 2. Relier les actions appliquées à un système à son mouvement
                1. 3. 3. Modéliser l’écoulement d’un fluide
                2. L’énergie : conversions et transferts
                  1. 1. 1. Décrire un système thermodynamique : exemple du modèle du gaz parfait
                    1. 2. 2. Effectuer des bilans d’énergie sur un système : le premier principe de la thermodynamique
                    2. Ondes et signaux
                      1. 1. 1. Caractériser les phénomènes ondulatoires
                        1. 1. 2. Former des images, décrire la lumière par un flux de photons
                          1. 2. B) Décrire la lumière par un flux de photons
                            1. 3. 3. Étudier la dynamique d’un système électrique
3. Prévoir l’état final d’un système, siège d’une transformation chimique
Présentation :
Le caractère non total des transformations, introduit en classe de première, a été attribué aux transformations pour lesquelles l’avancement final est inférieur à l’avancement maximal ; en classe terminale, il est modélisé par deux réactions opposées qui conduisent à des vitesses de disparition et d’apparition égales dans l’état final, ce qui correspond à un état d’équilibre dynamique du système. Pour ces transformations, le quotient de réaction Q r évolue de manière spontanée jusqu’à atteindre, dans l’état final, la valeur de la constante d’équilibre K(T). Dans le cas des transformations totales, la disparition d’un réactif intervient alors que la valeur du quotient de réaction Q r n’a pas atteint K(T). La notion de pression partielle n’étant pas abordée, on limite l’étude aux espèces liquides, solides ou dissoutes. Le quotient de réaction est adimensionné. Le critère d’évolution est appliqué, d’une part, à des systèmes oxydant-réducteur conduisant à étudier le fonctionnement des piles et, d’autre part, à des systèmes acide-base dans l’eau. Le passage d’un courant au sein d’un système oxydant-réducteur permet de forcer le sens de son évolution ; ceci est illustré par l’étude du fonctionnement des électrolyseurs. Cette partie permet de sensibiliser aux enjeux de société et d’environnement liés au stockage d’énergie sous forme chimique et à la conversion d’énergie chimique en énergie électrique. Elle fait écho à la thématique abordée dans le programme de l’enseignement scientifique de la classe terminale sur la gestion de l’énergie.

Notions abordées en première :
Notions abordées en classe de première (enseignement de spécialité) : Tableau d’avancement, avancement final, avancement maximal, caractère total ou non total d’une transformation, oxydant, réducteur, couple oxydant-réducteur, demi-équations électroniques, réactions d’oxydo-réduction.
Notions et contenusCapacités exigibles Activités expérimentales support de la formation
Savoirs :
État final d’un système siège d’une transformation non totale : état d’équilibre chimique. Modèle de l’équilibre dynamique.
Savoir-faire
Relier le caractère non total d’une transformation à la présence, à l’état final du système, de tous les réactifs et de tous les produits. Mettre en évidence la présence de tous les réactifs dans l’état final d’un système siège d’une transformation non totale, par un nouvel ajout de réactifs.
Savoirs :
Quotient de réaction Q r . Système à l’équilibre chimique : constante d’équilibre K(T). Critère d’évolution spontanée d’un système hors équilibre chimique.
Savoir-faire
Déterminer le sens d’évolution spontanée d’un système. Déterminer un taux d’avancement final à partir de données sur la composition de l’état final et le relier au caractère total ou non total de la transformation. Déterminer la valeur du quotient de réaction à l’état final d’un système, siège d’une transformation non totale, et montrer son indépendance vis-à-vis de la comp
Savoirs :
Transformation spontanée modélisée par une réaction d’oxydo-réduction.
Savoir-faire
llustrer un transfert spontané d’électrons par contact entre réactifs et par l’intermédiaire d’un circuit extérieur.
Savoirs :
Pile, demi-piles, pont salin ou membrane, tension à vide. Fonctionnement d’une pile ; réactions électrochimiques aux électrodes. Usure d’une pile, capacité électrique d’une pile.
Savoir-faire
Justifier la stratégie de séparation des réactifs dans deux demi-piles et l’utilisation d’un pont salin. Modéliser et schématiser, à partir de résultats expérimentaux, le fonctionnement d’une pile. Déterminer la capacité électrique d’une pile à partir de sa constitution initiale. Réaliser une pile, déterminer sa tension à vide et la polarité des électrodes, identifier la transformation mise en jeu, illustrer le rôle du pont salin.
Savoirs :
Oxydants et réducteurs usuels.
Savoir-faire
Citer des oxydants et des réducteurs usuels : eau de Javel, dioxygène, dichlore, acide ascorbique, dihydrogène, métaux. Justifier le caractère réducteur des métaux du bloc s.
B) Comparer la force des acides et des bases
Savoirs :
Constante d’acidité K A d’un couple acide-base, produit ionique de l’eau K e . Réaction d’un acide ou d’une base avec l’eau, cas limite des acides forts et des bases fortes dans l’eau.
Savoir-faire
Associer K A et K e aux équations de réactions correspondantes. Estimer la valeur de la constante d’acidité d’un couple acide-base à l’aide d’une mesure de pH. Associer le caractère fort d’un acide (d’une base) à la transformation quasi-totale de cet acide (cette base) avec l’eau. Prévoir la composition finale d’une solution aqueuse de concentration donnée en acide fort ou faible apporté. Comparer la force de différents acides ou de différentes bases dans l’eau. Mesurer le pH de solutions d’acide ou de base de concentration donnée pour en déduire le caractère fort ou faible de l’acide ou de la base. Capacité numérique : Déterminer, à l’aide d’un langage de programmation, le taux d’avancement final d’une transformation, modélisée par la réaction d’un acide sur l’eau. Capacité mathématique : Résoudre une équation du second degré.
Savoirs :
Solutions courantes d’acides et de bases.
Savoir-faire
Citer des solutions aqueuses d’acides et de bases courantes et les formules des espèces dissoutes associées : acide chlorhydrique (H 3 O + (aq), Cl - (aq)), acide nitrique (H 3 O + (aq), NO 3- (aq)), acide éthanoïque (CH 3 COOH(aq)), soude ou hydroxyde de sodium (Na + (aq), HO - (aq)), ammoniac (NH 3 (aq)).
Savoirs :
Diagrammes de prédominance et de distribution d’un couple acide- base ; espèce prédominante, cas des indicateurs colorés et des acides alpha-aminés. Solution tampon.
Savoir-faire
Représenter le diagramme de prédominance d’un couple acide-base. Exploiter un diagramme de prédominance ou de distribution. Justifier le choix d’un indicateur coloré lors d’un titrage. Capacité numérique : Tracer, à l’aide d’un langage de programmation, le diagramme de distribution des espèces d’un couple acide-base de pK A donné. Citer les propriétés d’une solution tampon.
C) Forcer le sens d’évolution d’un système
Savoirs :
Passage forcé d’un courant pour réaliser une transformation chimique. Constitution et fonctionnement d’un électrolyseur.
Savoir-faire
Modéliser et schématiser, à partir de résultats expérimentaux, les transferts d’électrons aux électrodes par des réactions électrochimiques. Déterminer les variations de quantité de matière à partir de la durée de l’électrolyse et de la valeur de l’intensité du courant. Identifier les produits formés lors du passage forcé d’un courant dans un électrolyseur. Relier la durée, l’intensité du courant et les quantités de matière de produits formés.
Savoirs :
Stockage et conversion d’énergie chimique
Savoir-faire
Citer des exemples de dispositifs mettant en jeu des conversions et stockages d’énergie chimique (piles, accumulateurs, organismes chlorophylliens) et les enjeux sociétaux associés.