PLAN DE COURS Automne 2009 CHM-1902 80903 - Chimie physique pour l'ingénieur Informations générales Crédits : 2 Temps consacré : 2-1-3 Mode d'enseignement : Présentiel Site Web : http://cours.gch.ulaval.ca/2009a/chm-1902_80903/ Intranet Pixel : https://pixel.fsg.ulaval.ca Enseignant(s) : Iliuta, Maria-Cornélia maria-cornelia.iliuta@gch.ulaval.ca Responsable : Iliuta, Maria-Cornélia maria-cornelia.iliuta@gch.ulaval.ca Description sommaire Principes de base gouvernant les phénomènes colloïdaux et d'interface. Propriétés électriques des molécules et forces intermoléculaires (forces de Van de Waals et liaison hydrogène). Phénomènes de surface: tension de surface, propriétés thermodynamiques de surface, phénomènes de capillarité (mouillage et ascension capillaire). Relation de Laplace et applications. Relation de Young. Loi de Jurin. Flottation. Systèmes colloïdaux: classification, propriétés et préparation des colloïdes, structure et stabilité, phénomènes de floculation et de coagulation, caractérisation et formation des micelles, agents tensioactifs. Phénomènes d'adsorption et applications: adsorption gaz-solide, adsorption dans des systèmes homogènes, adsorption des solutions sur des solides (l'échange ionique). Techniques d'analyse de surface: spectroscopie de photoélectrons X (XPS), spectroscopie d'électrons Auger (AES), spectrométrie de masse des ions secondaires (SIMS). Horaire et disponibilités Cours en classe : Mardi 10h30 à 12h20 PLT-2500 Jeudi 13h30 à 14h20 PLT-2744 Objectifs L'objectif de ce cours est d'acquérir les connaissances de base sur les principes qui gouvernent les phénomènes d'interface et les systèmes colloïdaux. Il permet la compréhension et la connaissance des phénomènes de surface, des caractéristiques et particularités des systèmes colloïdaux et des phénomènes d'adsorption, ainsi que leurs domaines d'application. 1/6
À la fin du cours l'étudiant devrait être en mesure: d'expliquer les phénomènes qui apparaissent à la surface limite entre deux phases en contact en utilisant des principes et des lois d'identifier et de caractériser les systèmes colloïdaux de caractériser les phénomènes d'adsorption et de comprendre leurs applications pratiques Contenu I. Propriétés électriques des molécules et forces intermoléculaires II. Phénomènes de surface: tension de surface, propriétés thermodynamiques de surface, phénomènes de capillarité (mouillage et ascension capillaire) III. Systèmes colloïdaux: propriétés et préparation des colloïdes, structure et stabilité, phénomènes de floculation et coagulation, caractérisation et formation des micelles IV. Phénomènes d'adsorption: gaz-solide, adsorption dans des systèmes homogènes, adsorption des solutions sur des solides (échange ionique). Méthodologie Le cours comporte des leçons magistrales entrecoupées d'exercices d'applications et de discussions. Les étudiants disposeront d'une photocopie du cours CHM-1902: Chimie physique pour l'ingénieur (2009) (en vente chez Zone Université Laval - Pavillon Adrien-Pouliot) qui contient l'essentiel du cours. De plus, les présentations PowerPoint seront aussi accessibles sur le site WEB du cours (https://cours.gch.ulaval.ca/2009a/1902_2009a/index.html). Sur le même site ils trouveront des notes additionnelles et des exercices d'applications. Déroulement du cours Semaine du 31 août Introduction Propriétés électriques des molécules Forces intermoléculaires Semaine du 7 septembre Phénomènes de surface, tension superficielle Propriétés thermodynamiques de surface Conditions d'équilibre mécanique d'une surface Relations Laplace et Kelvin Semaine du 14septembre Phénomènes capillaires, mouillage, relation de Young, loi de Jurin Semaine du 21 septembre Variation de la tension superficielle avec la température, la densité, la viscosité Méthodes de déterminatiion de la tension superficielle 2/6
Semaine du 28 septembre Systèmes colloïdaux: propriétés, classification, préparation Semaine du 5 octobre Structure et stabilité, floculation, coagulation Sédimentation Viscosité Semaine du 12 octobre Agents tensioactifs Diffusion, dialyse, osmose, effet Tyndall Semaine du 19 octobre Phénomènes d'adsorption Semaine du 26 octobre - Semaine de lecture Semaine du 2 novembre Examen 1 (3.11.2009) - document(s) autorisé(s): tout 6.11.2008: Adsorption gaz-solide Semaine du 9 novembre Adsorption gaz-solide Semaine du 16 novembre Adsorption dans des systèmes homogènes Semaine du 23 novembre Adsorption dans des systèmes homogènes Semaine du 30 novembre Adsorption des solutions sur des solides Semaine du 7 décembre Adsorption des solutions sur des solides Semaine du 14 décembre Examen 2 (15.12.2009) - document(s) autorisé(s): tout 3/6
Modalités d'évaluation Examen Date Heure Pondération de la note finale Document(s) autorisé(s) No. 1 Mardi 3 novembre 2009 10h30 à 12h20 60.00% Tout No. 2 Mardi 15 décembre 2009 10h30 à 12h20 40.00% Tout Détails sur les modalités d'évaluation Examen 1: 60% Examen 2: 40% Pour un total de 100%. La note de passage est de 50%. Les appréciations finales seront attribuées selon l'échelle de cotes présentée ci-dessous. Échelle des cotes (cycle 1) Échelle des cotes A+ [ 91.00-100 ] A [ 86.00-90.99 ] A- [ 81.00-85.99 ] Réussite B+ [ 77.00-80.99 ] B [ 73.00-76.99 ] B- [ 69.00-72.99 ] Réussite C+ [ 65.00-68.99 ] C [ 61.00-64.99 ] C- [ 57.00-60.99 ] Réussite D+ [ 53.00-56.99 ] D [ 50.00-52.99 ] Réussite E [ 0.00-49.99 ] X Échec Abandon sans échec (dans les délais prévus) Bibliographie Document obligatoire: Notes de cours CHM-1902: Chimie physique pour l'ingénieur (2009) (en vente chez Zone Université Laval - Pavillon Adrien-Pouliot). Références qui peuvent aussi être consultées: P.C. Hiemenz, Principles of Colloid and Surface Chemistry, Marcel Dekker, Inc., 1977. P. Atkins, Physical Chemistry, Freeman and Co., N.Y., 1998 (ou une édition plus récente). 4/6
R.J. Stokes, D. Fennell Evans, Fundamentals of Interfacial Engineering, Wiley-VCH, 1997. D. Myers, Surface, Interfaces and Colloids, Wiley-VCH, 1999. D. Fennell Evans, H. Wennerstrom, The Colloidal Domain, where Physics, Chemistry, Biology and Technology Meet, VCH, N.Y., 1994. Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation L'utilisation d'appareils électroniques (cellulaire ou autre appareil téléphonique sans fil, pagette, baladeur, agenda électronique, etc.) est interdite au cours d'une séance d'évaluation et de toute autre activité durant laquelle l'enseignant l'interdit. De plus, seuls certains modèles de calculatrices sont autorisés durant les séances d'évaluation. Pour l'année 2009-2010, les modèles suivants sont autorisés : Hewlett Packard HP 20S, HP 30S, HP 32S2, HP 33S Texas Instrument TI-30Xa, TI-30XIIB, TI-30XIIS, TI-36X, BA35 Sharp EL-531*, EL-546*, EL-520* Casio ASIO FX-300 MS, FX-300W Plus * Calculatrices Sharp: sans considération pour les lettres qui suivent le numéro Dans tous ces cas, la calculatrice doit être validée par une vignette autocollante émise par la COOP étudiante ZONE. Information spécifique aux étudiants de l'école d'actuariat Les calculatrices autorisées lors des examens sont uniquement les modèles répondant aux normes de la Society of Actuaries et de la Casualty Actuarial Society pour leurs examens, soit les modèles Texas Instruments suivants : BA-35 (solaire ou à pile) BA II Plus BA II Plus Professional TI-30Xa TI-30X II (IIS ou IIB) TI-30X MultiView (XS ou XB) Politique sur le plagiat et la fraude académique Règles disciplinaires Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'université Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des sanctions qui sont prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre connaissance des articles 28 à 32 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse suivante: http://www.ulaval.ca/sg/reg/reglements/reglement_disciplinaire.pdf Plagiat Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le 5/6
fait de: i) copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source; ii) résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en mentionner la source; iii) traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance; iv) remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant); v) remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires. 6/6