Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne

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1 Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne Tables des matières Chapitre n 1 : COUPLES ACIDE-BASE I) Rappels des définitions vues dans les classes précédentes : 1) Acides et bases : 2) Solution aqueuse acide ou basique : a) Solution neutre (du point de vue acide-base : b) Solution acide : c) Solution basique : 3) ph d'une solution aqueuse (potentiel Hydrogène) : II) Définition d'un acide et d'une base selon la théorie de Brönsted : 1) Ion hydronium ou oxonium : 2) Définition d'un acide selon Bronsted : 3) Définition d'une base selon Bronsted : III) Les couples acide-base de l eau : 1) Le couple H 3 O + /H 2 O : a) L'eauH 2 O est une base : b) L'ion hydronium H 3 O + est un acide : c) Couple H 3 O + /H 2 O : 2) Le couple H 2 O/OH : a) L'eau H2O est un acide : b) L'ion hydroxyde OH est une base : c) Couple H2O/OH : 3) Généralisation : IV) Relation entre ph et [H 3 O + ] et ses conséquences : 1) Définition et mesure du ph : a) Définition : b) Mesure du ph : 2) Cas de l'eau pure : 3) Equilibre d autoprotolyse et produit ionique de l eau : 4) Conséquences : a) Solution neutre (du point de vue acide-base) : b) Solution acide : c) Solution basique : V) Le couple acide éthanoïque/ion éthanoate : 1) Solution d acide éthanoïque : a) Expérience : b) CH 3 COOH est un acide : c) CH 3 COOH est un acide faible : 2) Solution d étanoate de sodium : a) Expérience : b) CH 3 COO est une base : c) CH 3 COO est une base faible : 3) Equilibre chimique : VI) Population d'une solution aqueuse : Ecole Européenne de Francfort Page 1

2 Table des matières 2) Calcul des concentrations : a) Solution décimolaire d'acide éthanoïque : b) Solution décimolaire d'éthanoate de sodium : VII) Cas particulier des solutions d'acide fort et solutions de base forte : 1) Solution aqueuse d acide chlorhydrique : 2) Base forte BOH : Chapitre n 2 : CLASSEMENT DES COUPLES ACIDE-BASE I) Equilibre chimique, rappels : 1) Définition de la constante de réaction K r : 2) Discussion : II) Constante d acidité K A et pk A d'un couple acide-base : 1) Solution aqueuse d acide éthanoïque : 2) Solution aqueuse d ammoniaque : 3) Généralisation : 4) Définition du pk A d un couple : III) Domaine de prédominance : 1) Généralités : 2) Cas particulier des indicateurs colorés acido-basiques : IV) Vérification expérimentale de la loi d'action de masse : 1) Introduction : 2) Objectifs et méthode : 3) Préparation des solutions (a) et (b) : a) Solution (a) décimolaire d acide éthanoïque : b) Solution (b) décimolaire d éthanoate de sodium : 4) Calcul des concentrations [CH 3 COOH] et [CH 3 COO ] : 5) Résultats : V) Classement des couples acide-base : 1) Les couples de l eau : a) Couple H 3 O + /H 2 O (à 25 C) : b) Couple H 2 O/OH (à 25 C) : 2) Classement des couples : a) Force comparée des acides CH 3 COOH et NH + 4 et des bases CH 3 COO et NH 3 : b) Tableau de comparaison : 3) Généralisation et représentation graphique : a) Limites de l échelle des pk A : b) Classement des acides et des bases faibles : VI) Réaction entre acide et base : 1) Constante de réaction : 2) Avancement de la réaction : a) Réaction quasi-totale ou "quantitative" : b) Réaction n'ayant pratiquement pas lieu : Page 2 Christian BOUVIER

3 Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne c) Equilibre chimique : 3) Taux d'avancement ou coefficient de dissociation : VII) Utilisation pratique des résultats : 1) Introduction : 2) Solution décimolaire d'acide éthanoïque : a) Recherche de la réaction prépondérante : b) Avancement de la réaction prépondérante : c) Calcul simplifié des concentrations : 3) Autre exemple, ph d'un mélange : a) Enoncé du problème : b) Première étape : c) Deuxième étape : d) Troisième étape : e) Quatrième étape : f) Etat final : Chapitre n 3 : REACTION ACIDE-BASE, DOSAGE I) Généralités : II) Dosage d un acide fort par une base forte : 1) Expérience : 2) Résultats : 3) Interprétation : a) Réaction prépondérante : b) Interprétation à l'échelle moléculaire : 4) L équivalence : a) Définition et propriété : b) Détermination du point d'équivalence : c) Intérêt du dosage : III) Dosage d un acide faible par une base forte : 1) Expérience : 2) Résultats : 3) Interprétation : a) Solution d acide éthanoïque : b) Mélange d acide éthanoïque et de soude : 4) L équivalence : a) Définition et propriété : b) Détermination du point d'équivalence : 5) La demi-équivalence : a) Définition et propriété : b) Evolution du coefficient de dissociation : IV) Solution tampon : 2) Propriétés : Ecole Européenne de Francfort Page 3

4 Table des matières 3) Données et exemples d'applications : a) Cas général : b) Cas du sang : V) Calcul systématique des concentrations : 1) Evolution du dosage acide fort-base forte : 2) Equivalence du dosage acide fort-base forte : 3) Evolution du dosage acide faible-base forte : 4) Equivalence du dosage acide faible-base forte : Chapitre n 4 : OXYDOREDUCTION EN SOLUTION AQUEUSE I) Action des ions hydronium sur un métal : 1) Réaction sur le fer : a) Expérience : b) Interprétation : c) Equation-bilan : 2) Action sur d'autres métaux : a) Le zinc : b) Le plomb : c) Le cuivre : 3) Conclusion : II) Réaction entre un ion métallique et un métal : 1) Métaux, ions métalliques : 2) Action du zinc sur les ions cuivre II : a) Expériences : b) Interprétation : 3) Réaction entre les ions argent et le cuivre : 4) Réaction entre les ions cuivre et l'argent : III) Oxydoréduction : 2) Couple oxydoréducteur : 3) Comparaison des couples : 4) Sens d'une réaction d'oxydoréduction : a) Prévision : b) Expérience : IV) Classification des couples oxydoréducteurs : 1) Généralisation : 2) Classification de Zn, Cu et H 2 : a) Classement des réducteurs : b) Classement des oxydants : 3) Place du fer : 4) Classification plus complète : V) Couple oxydoréducteur, généralisation : 1) Couples du fer : Page 4 Christian BOUVIER

5 Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne a) Les ions du fer : b) Couple Fe 3+ /Fe 2+ : 2) Réaction entre ions permanganate et ions fer II : a) Expérience : b) Interprétation : c) Equation-bilan : d) Action sur l'éthanol : 3) Autres couples : a) Couple ion bichromate/ion chrome : b) Couple ion nitrate/monoxyde d'azote : Chapitre n 5 : PILES ELECTROCHIMIQUES POTENTIEL D'OXYDOREDUCTION I) Aperçu historique : 1) Electrostatique : 2) Volta et Galvani : 3) Becquerel et Daniel : II) Pile Zinc/Cuivre : 1) Description et utilisation : 2) Interprétation : 3) Déplacement des porteurs de charges : 4) Bilan des transformations : 5) Force électromotrice : 6) Généralisation : III) Demi-pile à hydrogène : 1) Description : 2) Electrode standard à hydrogène : IV) Potentiel d'oxydoréduction : 1) Force électromotrice : 2) Définition : 3) Signe du potentiel d'oxydoréduction 4) Potentiel standard d'oxydoréduction 5) Potentiel standard du couple H 3 O + /H 2 : V) Mesure pratique du potentiel d'oxydoréduction : 1) Demi-pile de référence pratique : 2) Autre demi-pile de référence : 3) Demi-pile avec électrode inattaquable : a) Généralités : b) Potentiel d'oxydoréduction du couple Fe 3+ /Fe 2+ : 4) Influence de la concentration : VI) Utilisation des potentiels standards : 1) Introduction : 2) Diagramme des potentiels d'oxydoréduction : Ecole Européenne de Francfort Page 5

6 Table des matières 3) Réaction entre deux couples : VII) Applications : 1) ph-mètre et sonde ph-métrique : 2) Etude de la pile argent-cuivre : a) Enoncé du problème : b) Solution : VIII) Caractéristiques des générateurs électrochimiques : 1) Piles et accumulateurs : 2) Caractéristique tension-intensité : 3) Autres caractéristiques : a) La capacité : b) L'énergie : c) Choix d'un générateur : IX) Technologie des piles et accumulateurs : 1) Les piles : a) La pile Leclanché ou pile "saline" : b) La pile "alcaline" : c) La pile zinc-air : d) La pile au lithium : 2) Les accumulateurs : a) Accumulateur au plomb : b) Accumulateur cadmium-nickel : 3) Piles à combustible : Chapitre n 6 : ELECTRONEGATIVITE ET NOMBRE D'OXYDATION I) Réaction d'oxydoréduction par voie sèche : 1) Formation de composés ioniques : a) Combustion du sodium dans le dichlore : b) Combustion du sodium dans le dioxygène : 2) Formation de composés moléculaires : a) Réaction du dihydrogène et du dioxygène : b) Autres réaction de combustion : 3) Conclusion : II) Electronégativité d'un élément : 1) Comparaison du chlore et de l'oxygène : 2) Comparaison du sodium et de l'aluminium : 3) Electronégativité des éléments : III) Nombre d'oxydation : 1) Définition de l'i.u.p.a.c. : a) Enoncé : b) Applications : 2) Règles d'application : 3) Exemples de calculs du nombre d'oxydation d'un élément : Page 6 Christian BOUVIER

7 Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne 4) Variation du nombre d'oxydation : IV) Généralisation de l'oxydoréduction : 1) Introduction : 2) Rappels : 3) Définitions : 4) Conclusion : V) Applications : 1) Nombre d'oxydation de l'élément plomb : a) Enoncé du problème : b) Solution : 2) Nombre d'oxydation d'un élément : a) Enoncé du problème : b) Solution : Chapitre n 7 : ELECTROLYSE I) Electrolyse du chlorure d'étain (II) : 1) Expérience : 2) Interprétation : a) A l'électrode reliée au pôle (--) du générateur : b) A l'électrode reliée au pôle (+) du générateur : c) Bilan global : d) Réaction spontanée : 3) Aspect quantitatif : a) Données pratiques : b) Questions : c) Résolution : II) Electrolyse de l'eau : 1) Solution d'acide sulfurique : a) Prévision des réactions : b) Expérience : 2) Solution d'hydroxyde de sodium : a) Prévision des réactions : b) Expérience : 3) Conclusion : III) Electrolyse d'une solution de chlorure de sodium : 1) Prévision des réactions : 2) Expérience : 3) Conclusion : IV) Technique générale de prévision : V) Electrolyses industrielles : 1) Préparation du dichlore : 2) Préparation des métaux : 3) Dépôts électrolytiques : Ecole Européenne de Francfort Page 7

8 Table des matières Chapitre n 8 : ENANTIOMERES ET DIASTEREOISOMERES I) Rappels sur les hydrocarbures : 1) Les alcanes et le carbone tétragonal : a) Carbone tétragonal : b) Définition : c) Nomenclature : 2) Les alcènes et le carbone trigonal : a) Carbone trigonal : b) Définition : c) Nomenclature : d) Cas du benzène : 3) Les alcynes : II) Représentation d une molécule en chimie organique : 1) Formule brute et formule développée : 2) Représentation d une molécule : a) Modèle : b) Représentation symbolique des molécules : 3) Conformation et configuration : a) Conformation : b) Configuration : III) Isomérie de constitution : 2) Isomérie de constitution de chaîne : 3) Isomérie de constitution de fonction : 4) Isomérie de constitution de position : IV) Stéréo-isomérie : 2) Stéréo-isomérie de conformation : 3) Enantiomérie : a) Carbone asymétrique : b) Règle séquentielle de Cahn, Ingold et Prelog : c) Enantiomères, configuration absolue et nomenclature : d) Analyse de la lumière polarisée : e) Pouvoir rotatoire d'une substance organique : 4) Stéréo-isomérie Z-E ou diastéréo-isomérie : a) Diastéréo-isomères : b) Configuration Z-E et nomenclature : c) Propriétés : V) Résumé des isoméries : Page 8 Christian BOUVIER

9 Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne Chapitre n 9 : PROPRIETES DES DERIVES OXYGENES I) Présentation des alcools : 2) Nomenclature : 3) Les polyalcools : 4) Les trois classes d alcool : 5) Propriétés chimiques des alcools : a) Généralités : b) Rupture de la liaison O H : c) Rupture de la liaison C O : d) Conclusion : 6) Production des alcools : a) Production d'éthanol par fermentation alcoolique : b) Hydratation de l éthène : c) Hydratation du propène : II) Composés carbonylés : 1) Les aldéhydes : 2) Les cétones : 3) Les acides carboxyliques : III) Oxydation des alcools : 1) Combustion complète des alcools : 2) Oxydation ménagée des alcools : a) Définition : b) Oxydation catalytique de l éthanol par le dioxygène : c) Oxydation en phase aqueuse : 3) Application à la caractérisation des alcools : a) Principe de la méthode : b) Résultats : IV) Propriétés physiques des alcools et des acides carboxyliques : 1) Propriétés physiques des alcools : a) Température d'ébullition : b) Solubilité : 2) Propriétés physiques des acides carboxyliques : a) Température d'ébullition : b) Solubilité : V) Quelques dérivés directs des acides carboxyliques : 1) Les chlorures d'acyle : a) Définition, obtention et nomenclature : b) Propriétés : 2) Les anhydrides d'acide : a) Définition et obtention : b) Nomenclature : c) Propriétés : VI) Les éther-oxydes : Ecole Européenne de Francfort Page 9

10 2) Nomenclature : Table des matières Chapitre n 10 : LES GLUCIDES I) Généralités : 1) Imporstance des glucides : 2) Classification des glucides : II) Les oses ou monosaccharides : 1) Présentation générale : 2) Représentation des sucres, convention de Fischer : 3) Le glucose : 4) Le fructose : 5) Le ribose : 6) Réactivité : a) Oxydation totale : b) Oxydation ménagée : c) Réduction : d) Fermentation : III) Les disaccharides (oligosides) : 1) Généralités : 2) Le saccharose : 3) Le maltose : IV) Les polysaccharides (polyosides) : 1) Généralités : 2) L'amidon : a) Structure : b) Le glycogène : c) Propriétés : 3) La cellulose : a) Structure : b) Propriétés : c) Applications : I) Généralités sur les esters : 2) Obtention : 3) Nomenclature : II) Estérification et hydrolyse : 1) Etude théorique : a) Equilibre chimique : b) Etat d'équilibre : Chapitre n 11 : ESTERS ET SAVONS Page 10 Christian BOUVIER

11 Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne 2) Contrôle des paramètres de la réaction : a) Contrôle de la vitesse de réaction : b) Contrôle de l état final : 3) Mécanisme de l'estérification : a) Présentation : b) Mécanisme : 4) Obtention pratique : a) Préparation de l acétate d éthyle : b) Préparation du méthanoate d éthyle : III) Autres esters : 1) Les corps gras : 2) Les polyesters : IV) Etude de la saponification d'un ester : 1) Aperçu historique : 2) Saponification d un ester : 3) Mécanismes de la saponification : a) Sites électrophiles et nucléophiles : b) Attaque nucléophile : c) Formation d un ion instable alcoolate : d) Formation d un ion carboxylate : e) Conclusion : 4) Fabrication d un savon : 5) Propriétés des savons : a) Solubilité dans l eau : b) Savon en solution aqueuse : c) Propriétés détergentes : d) Inconvénients des savons : e) Autres détergents et tensioactifs : f) les adjuvants : Chapitre n 12 : LES LIPIDES I) Les acides gras : 1) Généralités et définition : 2) Description, nomenclature et symbolique : a) Les acides gras saturés (C n : 0) : b) Les acides gras insaturés éthyléniques : c) Autres types d'acides gras : II) Etude des lipides : 1) Présentation : 2) Nomenclature : 3) Propriétés physiques : a) Température de changement d'état : b) Solubilité : Ecole Européenne de Francfort Page 11

12 Table des matières 4) Propriétés chimiques des lipides : a) Hydrolyse : b) Saponification : c) Réaction d'addition sur les lipides insaturés : d) Propriétés biologiques : Chapitre n 13 : LES AMINES ET LES AMIDES I) Présentation des amines : 2) Nomenclature : 3) Exemples d'amines : a) Amines primaires : b) Amines secondaires : c) Amines tertiaires : II) Propriétés physiques des amines : 1) Température d'ébullition : 2) Solubilité : III) Propriétés chimiques des amines : 1) Généralités : 2) Propriétés basiques : 3) Réaction avec les halogénures (réaction d'hoffmann) : 4) Réaction de l'hydrogène : 5) Diazotation des amines : a) Introduction : b) Exemple de diazotation : c) Mécanismes réactionnels : IV) Les amides à partir des amines et des acides carboxyliques ou leurs dérivés : 1) Présentation des amides : 2) Préparation des amides non N-substituées : a) A partir d un carboxylate d ammonium : b) A partir d un chlorure d acyle : 3) Préparation des amides N- ou N-N-substituées : 4) Les polyamides (les nylons et les polyaramides) : Chapitre n 14 : LES ACIDES AMINES I) Présentation des acides aminés : 2) Nomenclature : II) Propriétés acido-basiques des acides α-aminés : 1) Switterion ou amphion : 2) Double acide et double base : Page 12 Christian BOUVIER

13 Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne 3) Domaines de prédominance : III) Les vingt acides α aminés : 1) Les acides α aminés aliphatiques hydrophobes : 2) Les acides α aminés aromatiques hydrophobes : 3) Les acides α aminés amidés : 4) Les acides α aminés aromatiques hydroxylés : 5) Les acides α aminés soufrés : 6) Les acides α aminés dibasiques : 7) Les acides α aminés diacides : IV) Propriétés physiques des acides α-aminés : 1) Conductivité électrique : 2) Solubilité : 3) Volatilité : V) Liaisons peptidiques et protéines : 1) Acylation du groupe amino : 2) Estérification du groupe carboxylique : 3) Dipeptides : 4) polypeptides et protéines : Ecole Européenne de Francfort Page 13

14 Table des matières Page 14 Christian BOUVIER