Physique et chimie expérimentale 3

  • ECTS

    4 crédits

  • Composante

    Collège Sciences et Technologies pour l’Energie et l’Environnement (STEE)

  • Volume horaire

    43h

Description

. Physique expérimentale

 

Ces TP de Physique s’organisent autour de 4 séances de travaux pratiques et vise à illustrer les cours de Physique des Ondes, Électromagnétisme et Thermodynamique :

- Mesures calorimétriques (Changements d’états)

- Etude d’un cycle réfrigérant

- Champs magnétiques créés par les courants électriques

- Propagation et interférences des ondes

 

 

. Chimie expérimentale 

 

à Chimie des Solutions

 

L’objectif de ces travaux pratiques est d’acquérir un savoir-faire théorique et expérimental dans le domaine de la chimie analytique. Les différents principes de dosage volumétriques (dosages directs, dosages indirects, dosages en retour), ainsi que diverses techniques de dosage en chimie analytique (indicateurs colorés, pH-métrie, conductimétrie, potentiométrie) sont abordés sur le plan fondamental puis mis en application pour analyser des composés dans des produits alimentaires, des produits commerciaux ou d’usage courant.

 

L’enseignement s’organise autour de 5 séances de travaux pratiques :

.  Approche de la chimie œnologique – dosages acido-basiques et d’oxydo-réduction ;

. Analyse qualitative et quantitative des eaux naturelles (Deux séances où l’on introduit les dosages complexométriques et les dosages par précipitation)

.  Potentiométrie : Tracé expérimental d’un  diagramme Potentiel-pH  ;

.  Dernière séance en autonomie totale pour la réalisation et l’interprétation (Dosage du dioxygène dissous dans l’eau du robinet par la méthode de Winkler).

 

à Analyse chimique : Spectrophotométrie UV, Visible et IR

L’objectif de ces travaux pratiques est d’acquérir des connaissances théoriques et pratiques sur les analyses par spectrophotométrie. Le développement d’une méthode de dosage par spectroscopie d’absorption visible sera tout d’abord abordé d’un point de vue fondamental (utilisation de la loi de Beer-Lambert et ses limites, calcul de la concentration d’un composé en solution puis revenir à la concentration dans le produit de départ) puis mis en application dans différents produits, solides ou liquides. La spectroscopie Infra-rouge sera également présentée théoriquement et pratiquement par une analyse qualitative et quantitative d’huile essentielle et ses composants.

 

 Les avantages et limites de ces méthodes seront mis en lumière au cours de 5 séances de travaux pratiques :

  1. Dosage du cuivre dans un alliage de laiton par spectrophotométrie UV-visible (comparaison avec une méthode plus ancienne : la gravimétrie) ;
  2. Séparation de colorants d’une boisson alcoolisée de menthe par chromatographie sur colonne puis dosage de ces colorants par spectrophotométrie UV-visible ou dosage colorimétrique direct de la solution sans séparation préalable ;
  3. Analyse qualitative et quantitative par spectroscopie IR. Analyse qualitative du produit majoritaire d’une huile essentielle puis analyse quantitative d’acide benzoïque
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Objectifs

À la fin de cette UE/EC, vous serez capable de :

. Manipuler les appareils et les techniques de mesures spécifiques

. Analyser une série de mesures

. Maîtriser la notion d’incertitude de mesure.

 

 

. Chimie expérimentale 

 

à Chimie des Solutions

 

. Savoir mettre en œuvre différentes techniques analytiques pour faire un dosage volumétrique :

indicateurs colorés, pHmétrie, conductimétrie, potentiométrie ;

. Concevoir et mettre en œuvre un dosage selon différents principes :

dosages directs, dosages indirects, dosages en retour ;

. Utiliser diverses réactions pour doser un composé dans un milieu complexe :

dosages acido-basiques, dosages rédox, manganimétrie, iodométrie, , dosages complexométriques, dosages par précipitation.

. Comprendre la méthode de Winkler et analyser l’eau du robinet pour en déterminer sa teneur en oxygène dissous.

 

à Analyse chimique : Spectrophotométrie UV, Visible et IR

 

. Comprendre et mettre en œuvre un dosage :

                 Gravimétrique, colorimétrique (spectroscopie d’absorption visible)

. Savoir réaliser une gamme étalon et calculer la concentration d’un composé en solution.

. Savoir utiliser un spectrophotomètre dont la notice est à disposition.

. Comprendre les bases de la séparation par chromatographie :

                  Chromatographie sur Couche Mince, Chromatographie sur colonne de silice

. Gagner en esprit critique et savoir identifier les limites et choisir la méthode de dosage la plus adaptée au problème à résoudre.

. Comprendre et mettre en œuvre une analyse qualitative et quantitative par spectroscopie infrarouge :

                  Utilisation de l’appareillage

                  Interprétation des principales bandes d’absorption d’un spectre IR et identification des composés

                  Comprendre les limites de la technique

                  Utiliser la loi de Beer-Lambert à des fins quantitatives

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Heures d'enseignement

  • Physique et chimie expérimentale 3 - TPTravaux Pratique43h

Contrôle des connaissances

Évaluation Continue Intégrale 100%

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Compétences visées

Bloc 1

Communiquer et collaborer

 

C 1.1. Maitriser les outils numériques

 

N/A

 

C 1.2. Collaborer et communiquer dans le cadre d'un projet scientifique

 

N/A

 

C 1.3. Développer la pratique d’une langue étrangère dans les domaines scientifiques

 

N/A

Bloc 2

Élaborer une démarche scientifique

 

C 2.1. Maitriser les techniques et les appareils de laboratoire

 

Compétent

 

C 2.2. Concevoir et mettre en œuvre une démarche scientifique

 

Compétent

 

C 2.3. Modéliser un phénomène physico-chimique

 

Compétent

Bloc 3

Analyser en se reposant sur un socle de connaissances scientifiques

 

C 3.1. Développer un esprit critique sur les données expérimentales

 

Compétent

 

C 3.2. Relier un phénomène macroscopique aux processus microscopiques

 

Compétent

 

C 3.3. Mobiliser les concepts mathématiques dans les domaines physico-chimiques

 

Compétent

Bloc 4

Construire son projet

 

C 4.1. Explorer le monde professionnel pour orienter son projet

 

N/A

 

C 4.2. Identifier sa responsabilité individuelle et collective au sein d’une structure professionnelle

 

N/A

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