Cinétique Formelle :

• Aspects cinétiques de la réaction chimique : définition de la vitesse d’une réaction, facteurs cinétiques, mesure de la vitesse des réactions, réactions simples, déterminations expérimentales de l’ordre global et/ou d’ordres partiels
• Effet de la température.

Réactions complexes et mécanismes moléculaires :

• Les réactions complexes : réactions successives, réactions parallèles, réactions jumelles, réactions équilibrées
• Les réactions composées, surcomposées : conditions particulières ; hypothèses des équilibres rapides ; approximation de l’état quasi-stationnaire (AEQS) : - conditions mathématiques d’application, - les radicaux, - mécanismes moléculaires,

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Application du 1er principe de la thermodynamique. Cette partie est développée en relation avec le programme de thermodynamique physique (doit intervenir après le cours de physique).

1) Modèles utilisés pour étudier les transformations : Réacteurs isobares ou isochores, réacteurs isothermes ou adiabatiques. Quantité de chaleur mise en jeu lors d’une évolution isochore ou isobare (ces modèles de réacteur sont simplement cités pour mieux expliciter le lien avec le cours de physique

2) Grandeurs molaires standard de réaction : États standard d'un constituant pur : gaz parfait et état condensé ; grandeur molaire standard. Système fermé siège d'une transformation physico-chimique : - énergie interne standard de réaction ∆_rU°, - enthalpie standard de réaction ∆_rH°, - variation de ces grandeurs avec la température. Signe de ∆_rH° : définition d’une réaction endothermique ou exothermique.

La suite du programme privilégie l’enthalpie par rapport à l’énergie interne.

3) Détermination de grandeurs thermodynamiques standard : Enthalpie molaire standard de formation ∆_fH° d’un corps pur. Application au calcul d’une enthalpie standard de réaction à 298 K à l’aide des données d’enthalpies standard de formation ou d’enthalpies de dissociation.

4) Application du premier principe de la thermodynamique à l’étude de la réaction chimique : loi de Hess, réaction de formation, enthalpie standard de liaison, enthalpie standard réticulaire, température de flamme.

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- Présentation de l’eau solvant (propriétés),

- Définitions de K° (constante d’équilibre) et de Qr (quotient réactionnel),

- Réactions acide-base (échange de proton),

- Réactions de complexation (échange de ligand),

- Réactions de précipitation (échange d’anion),

- Réactions d’oxydoréduction (échange d’électron),

- Dosages (faisant intervenir toute réaction avec échange de particule).

Cours avec applications directes, puis TD composés d’exercices et de problèmes plus complexes.

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1 Introduction : La chimie - Le rôle de la chimie - Une chimie innovante pour l'amélioration du bien-être et de la qualité de la vie courante - Le génie chimique - Le génie des procédés -Domaines d'application,

2 Définitions : Généralités : Exemple de procédé : fabrication du savon - Représentation schématique d’un procédé,

3 Bilans matière : Définitions - Notations - But des bilans de matière -Principe de la conservation de la matière - Grandeurs caractéristiques d’une production - Etablissement des bilans matière dans les procédés industriels - Méthodologie - Etablissement des équations de Bilans – Conclusion,

4 Les réacteurs : Réacteur discontinu monophasique - Réacteur continu tubulaire - Réacteur continu agité,

5 Les opérations unitaires : Séparations mécaniques - Séparations diffusionnelles- Différences entre les opérations de séparation mécaniques et les opérations de séparation par diffusion- Eléments Technologiques Concernant Les Echangeurs De Matière (Séparations diffusionnelles)- Mise en œuvre des contacts entre phases - Colonnes à garnissage - Colonnes à plateaux.

6 Les échangeurs de chaleur : Technologie des échangeurs de chaleur - Critères de classement des échangeurs - Echangeurs Tubulaires - Quelques notions de transfert thermique - Loi de FOURIER - Exemple d’utilisation de la loi de Fourier : Conduction radiale de la chaleur dans la paroi d’un tube en régime permanent - Expression du flux de chaleur en convection - Définition des coefficients d’échange - Détermination de l’aire d’échange – Utilisation de la différence des températures moyennes logarithmique (DTML)

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