Progression annuelle du programme de chimie en TS. Chapitres Compétences exigibles Notions et contenus TP/ Activités

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1 Collège de LA SAGESSE Section Saint Jean Brasilia - BAABDA Progression annuelle du programme de chimie en TS Département de chimie Année scolaire : Dates/ semaines 18 septembre - 20 octobre Chapitres Compétences exigibles Notions et contenus TP/ Activités Ch12 (Nathan) Temps et évolution chimique : cinétique et catalyse. (B.L.) Ch2 et 3 du livre libanais: vitesse de réaction et facteurs cinétiques Ch21 (Nathan)- Contrôle de la qualité par dosage -Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour suivre dans le temps une synthèse organique par CCM et en estimer la durée. - Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mettre en évidence quelques paramètres influençant l évolution temporelle d une réaction chimique : concentration du réactif, température, nature du solvant. - Déterminer un temps de demi-réaction. - Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mettre en évidence le rôle d un catalyseur. -Extraire et exploiter des informations sur la catalyse, notamment en milieu biologique et dans le domaine industriel, pour en dégager l intérêt. - Suivre l évolution d un système réactionnel par dosage volumétrique, par spectrophotométrie, par conductimétrie et par pressiométrie. - Etudier graphiquement l évolution de la vitesse au cours du temps. - Réactions lentes et réactions instantanées. - Durée d une transformation chimique. - Evolution d une quantité de matière au cours du temps. - Vitesse moyenne, vitesse instantanée et vitesse de réaction. - Relation entre les vitesses de disparition des réactifs et celles de formation des produits au même instant. - Temps de demi-réaction. - Influence des facteurs cinétiques. - Définition et propriétés d un catalyseur. - Catalyses homogène, hétérogène et enzymatique. - Autocatalyse. - Intérêt des catalyseurs dans l industrie et en milieu biologique. - Suivi temporel d une réaction: Méthode chimique de suivi par titrage colorimétrique. Méthodes physiques de suivi temporel par: Spectrophotométrie, conductimétrie et pressiométrie. TP1 : Facteurs cinétiques TP2 : Catalyse TP3 : Suivi temporel de l évolution d un système réactionnel par spectrophotométrie (4 semaines) 1

2 27 Octobre-8 Novembre novembre- 20 novembre chap.8 du livre libanais : groupes fonctionnels (double bac) Chap 5 (Nathan) : Spectres UV-visible et IR -Classer les composés en familles selon leur groupe fonctionnel. -Identifier les groupes fonctionnels. -Identifier l isomérie de position et de fonction. - Nommer les groupes fonctionnels. - Mettre en œuvre un protocole expérimental pour caractériser une espèce colorée. - Exploiter des spectres UV-visible. - Exploiter un spectre IR pour déterminer des groupes caractéristiques à l aide de tables de données ou de logiciels. -Associer un groupe caractéristique à une fonction dans le cas des alcool, aldéhyde, cétone, acide carboxylique, ester, amine, amide. -Utiliser la représentation topologique des molécules. - Familles chimiques et nomenclature -Associer un groupe caractéristique à une fonction dans le cas des alcool, éther, aldéhyde, cétone, acide carboxylique, ester, chlorure d acyle, anhydride, amine, amide, acides aminées. -Analyse élémentaire qualitative et quantitative. - Différents types de formules : brute, développée, semi-développée, topologique. -Différents types d isomérie de constitution: chaîne, position, fonction 1- Spectres UV visible Lien entre couleur et longueur d onde au maximum d absorption de substances ou in. 2- Spectres IR Identification de liaisons à l aide du nombre d onde correspondant ; détermination de groupes caractéristiques. Mise en évidence de la liaison hydrogène Formule topologique des molécules Interprétation de spectres IR de certaines fonctions TP4 : Pourquoi titrer à chaud? 21 novembre- 29 novembre Chap 6 (Nathan): Spectres de RMN - Relier un spectre RMN simple à une molécule organique donnée, à l aide de tables de données ou de logiciels. - Identifier les protons équivalents. -Relier la multiplicité du signal au nombre de voisins. -Extraire et exploiter sur différents types de spectres et sur leurs utilisations. 3- Spectres RMN du proton : Identification de molécules à l aide : - du déplacement chimique ; - de l intégration ; - de la multiplicité du signal : règle des (n+1)-uplets. Interprétation de spectres RMN de certaines molécules TP 5 :Dosage direct par étalonnage : spectrophotométrie 2

3 30 novembre- décembre 8 janvier- 16 janvier Chap (Nathan) Stéréoisomérie des molécules. Chap.4 livre libanais: Equilibre chimique - Reconnaître des espèces chirales à partir de leur représentation. - Utiliser la représentation de Cram. - Identifier les atomes de carbone asymétriques d une molécule donnée. - À partir d un modèle moléculaire ou d une représentation, reconnaître si des molécules sont identiques, énantiomères ou diastéréoisomères. - Utiliser la représentation topologique des molécules. - Pratiquer une démarche expérimentale pour mettre en évidence des propriétés différentes de diastéréoisomères - Visualiser, à partir d un modèle moléculaire les différentes conformations d'une molécule. - Extraire et exploiter des informations sur : les propriétés biologiques de stéréoisomères, les conformations de molécules biologiques, pour mettre en évidence l importance de la stéréoisomérie dans la nature. - Identifier et caractériser l état d équilibre d un système réactionnel. -Appliquer la loi d action de masse. -Reconnaître les facteurs affectant l état d un équilibre chimique. -Appliquer le principe de Le Chatelier -Écrire l équation des réactions d estérification et d hydrolyse. -À partir de la formule semi-développée d un ester retrouver les formules de l acide carboxylique et de l alcool correspondants. - Savoir que les réactions d estérification et d hydrolyse sont inverses l une de l autre et que les transformations associées à ces -Isomères et isomérie 1- Isomérie de constitution (chaîne- position et fonction) 2- Isomérie de configuration Carbone asymétrique. Chiralité : définition et chiralité des acides - aminés. Représentation de Cram. Énantiomérie, mélange racémique, diastéréoisomérie (Z/E, deux atomes de carbone asymétriques). 3- Isomérie de conformation (BF) Conformation : rotation autour d une liaison simple ; conformation la plus stable. -Propriétés biologiques et stéréoisomérie - Équilibre en phase homogène : Etat d équilibre / Loi d action de masse / Q et K / Loi de Le Chatelier / Déplacement de l équilibre -Etude de la réaction d estérification 3

4 18 janvier- 27 janvier 28 janvier- février Chap 15 (Nathan): théorie de Brönsted. Notion d équilibre chimique Chap.16 (Nathan): Couples acide faible/ base faible. Solution tampon. Chap.5 (livre libanais): ph. Acide fort- base forte-dosage phmétrique réactions sont lentes. - Connaître les facteurs influençant l état d équilibre de l estérification. - Savoir comment améliorer le rendement de l estérification. -Degré de conversion et de dissociation α. -Mesurer le ph d une solution aqueuse. - Reconnaître un acide, une base dans la théorie de Brönsted. - Utiliser les symbolismes, et dans l écriture des réactions pour rendre compte des situations observées. - Calculer le ph d une solution aqueuse d acide fort ou de base forte de concentration usuelle. - Mettre en évidence l influence des quantités de matière mises en jeu sur l élévation de température observée lors de la réaction entre un acide fort et une base forte. -Identifier l espèce prédominante d un couple acide / base connaissant le ph du milieu et le pka du couple. -Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour déterminer une constante d acidité. -Extraire et exploiter des informations pour montrer l importance du contrôle du ph dans un milieu biologique. Compléments libanais : -Calculer le ph d une solution à partir des ions HO- -Déduire la concentration en HO - d une solution à partir du ph - Classer les couples acide/base selon pka -Relation et calcul du degré de conversion -Expression de K C en fonction de α. -Le ph : calcul ; mesure du ph d une solution aqueuse, identification d un acide fort et d une base forte d après la mesure du ph de leurs solutions aqueuses. - Théorie de Brönsted : acides faibles, bases faibles - Notion d équilibre - Couple acide/base - Réactions quasi-totales en faveur des produits : acide fort, base forte dans l eau, mélange d un acide fort et d une base forte dans l eau. -Réaction entre un acide fort et une base forte : aspect thermique. - Produit ionique de l eau -Constante d acidité Ka. -Contrôle du ph : solution tampon ; rôle en milieu biologique. -Echelle des pka dans l eau - Domaines de prédominance -Classement selon pka des couples. -Prévisions des réactions acido-basiques quantitatives. -Effet de la dilution sur l acidité et la basicité. TP cours : Mesure de ph et usage du ph-mètre- acide fort / acide faible coeff dissociation / tableau d avancement TP cours : Aspect thermique d une réaction entre un acide fort et une base forte. (sécurité) TP cours : zone de prédominance d un indicateur coloré. TP6 : Études de quelques couples acido-basique 4

5 Chap. 6 (livre libanais): ph: Acide faible, base faible, couple acide-base Chap.7 (livre libanais): ph : Réaction entre un acide faible et une base forte -Prévoir le sens d une réaction acido-basique. -Identifier une réaction acido-basique quantitative ; Règle du gamma -Prévoir le sens d une réaction acido-basique et en donner ses caractéristiques. -Déduire que le ph dépend de la température ph d une solution de base forte -Coefficient de dissociation d un acide faible -Influence de la dilution sur la dissociation d un acide ou d une base faible dans l eau. février- 20 février Chap.21 (Nathan): Contrôle de la qualité par dosage -Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d une espèce à l aide des courbes d étalonnage en utilisant la conductimétrie, dans le domaine de la santé, de l environnement ou du contrôle de la qualité. -Établir l équation de la réaction support de titrage à partir d un protocole expérimental. - Montrer qu un indicateur coloré convenablement choisi permet de repérer l équivalence. -Interpréter qualitativement un changement de pente dans un titrage conductimétrique. -Dosage par étalonnage : spectrophotométrie ; loi de Beer-Lambert ; conductimétrie ; explication qualitative de la loi de Kohlrausch par analogie avec la loi de Beer-Lambert. -Dosages par titrage direct : réaction support de titrage ; caractère quantitatif et équivalence dans un titrage ; repérage de l équivalence pour un titrage ph-métrique, conductimétrique et par utilisation d un indicateur de fin de réaction. TP7- Suivi conductimétrique Chap. 5et 7 (Livre libanais 2 ème partie): dosage phmétrique -Maîtriser l étude ph-métrique de la réaction entre une solution d acide fort et une solution de base forte. -Réaliser un dosage ph-métrique et colorimétrique d un acide fort par une base forte ou inversement. - Maîtriser l étude ph-métrique de la réaction entre une solution d acide faible et une solution de base forte. -Réaliser le dosage d un acide faible par phmétrie et par colorimétrie. -Etude ph-métrique de la réaction acidobasique (cas fort-fort et cas faible-fort) -Choix de l indicateur coloré dans un dosage acido-basique colorimétrique. TP8- Comparaison de deux méthodes de titrage 5

6 - Maîtriser l étude ph-métrique de la réaction entre une solution de base faible et une solution d acide fort. - Réaliser le dosage d une base faible par phmétrie et par colorimétrie. 20 février- 27 février Chap 14 (Nathan) : Transformations en chimie organique (B.L.) Chap : Fonctions oxygénées et azotées Aspect macroscopique : - Modification de chaîne, modification de groupe caractéristique. - Grandes catégories de réactions en Chimie organique : substitution, addition, élimination. Aspect microscopique : - Liaison polarisée, site donneur et site accepteur de doublet d électrons. - Interaction entre des sites donneurs et accepteurs de doublet d'électrons ; représentation du mouvement d un doublet d électrons à l aide d une flèche courbe lors d une étape d un mécanisme réactionnel. - Connaître le passage d un groupe caractéristique à l autre. - Connaître les propriétés distinctives des aldéhydes et des cétones. -Savoir les principales propriétés chimiques des acides carboxyliques. -Illustrer le caractère basique des amines. - Distinguer une modification de chaîne d une modification de groupe caractéristique. - Déterminer la catégorie d une réaction (substitution, addition, élimination) à partir de l examen de la nature des réactifs et des produits. - Déterminer la polarisation des liaisons en lien avec l électronégativité (table fournie). - Identifier un site donneur, un site accepteur de doublet d'électrons. - Pour une ou plusieurs étapes d un mécanisme réactionnel donné, relier par une flèche courbe les sites donneur et accepteur en vue d expliquer la formation ou la rupture de liaisons. - Alcool -Aldéhyde et cétone - Acide carboxylique et ses dérivés : chlorure d acyle, anhydride d acide, - Acides α- aminés : Définition, classification et formule générale, Protéines et polypeptides. TP9 - Titrage de l'aspirine TP10-Contrôle de qualité :allantoïne 6