UE Thermodynamique et cinétique chimiques

Diplômes intégrant cet élément pédagogique :

Descriptif

Programme Thermodynamique :
Chapitre I : Bases de la Thermodynamique (Rappels)
Premier et second principe, Fonctions thermodynamiques dans un système fermé de composition constante, Critères énergétiques d’évolution spontanée d’un système
Chapitre II : Grandeurs thermodynamiques de mélange
Relation d’Euler, Grandeurs partielles, relation de Gibbs-duhem, Grandeurs molaires partielles, Potentiel chimique, Grandeurs thermodynamiques du mélange et de mélange,Activité
Chapitre III : Affinité chimique et loi d’action de masse
Avancement d’une réaction, Grandeurs de réaction,Affinité chimique, Equilibre et conditions d’équilibres, Critère d’évolution d’un équilibre, Influence de la température
Chapitre IV : Transformations de phase dans les systèmes unaires
Règles des phases de Gibbs (variance d’un système), Equation de Clapeyron, Equation de Clausius-Clapeyron, Equilibre d’ébullition, de fusion, de sublimation, Diagramme d’état d’un corps pur
Chapitre V : Modèles de solutions
Grandeurs molaires partielles et représentation graphique, Grandeurs molaires partielles à dilution infinie, Activité d’un liquide, Solutions régulières de substitution (modèle de Bragg et william),Enthalpie molaire de mélange, Entropie molaire de mélange, Expression des grandeurs thermodynamiques pour les solutions régulière (cas particulier des solutions idéales), Enthalpie libre d’excès, Solutions très diluées ou concentrées (lois de Henry et Raoult)
Chapitre VI : Equilibre de phase dans un système binaire
Minimum de la fonction enthalpie libre pour les mélanges binaires, Enthalpie libre de mélange pour les mélanges binaires (relation enthalpie libre-composition du système), Règle des segments inverses
Chapitre VII : Equilibre de phases liquide-vapeur
Relations thermodynamiques à l’équilibre, Equilibre entre une phase liquide idéale et un mélange gazeux parfait, Equilibre entre une phase liquide quelconque et un mélange gazeux parfait (diagramme à pression constante et température constante), Cas d’une solution régulière, Relations particulières à l’azéotrope
Chapitre VIII : Diagrammes d’équilibre de phase liquide-solide
Etats d’agrégation dans un système binaire à l’état solide, Relations thermodynamiques à l’équilibre, Cas particulier des phases solides et liquides idéales (miscibilité totale à l’état solide et liquide), Conditions d’obtention d’un diagramme présentant un fuseau à extremum (phases régulières), Miscibilité totale à l’état liquide, immiscibilité totale à l’état solide : Eutectique, Miscibilité totale à l’état liquide, miscibilité partielle à l’état solide : solutions solides terminales, Réaction péritectiques, Diagramme de phase présentant une ou des phases intermédiaires

Programme Cinétique : cours en 4 chapitres
Chapitre I : Introduction et rappels.
Les techniques expérimentales de suivi des réactions ; la constante de vitesse et la détermination de la loi de vitesse ; la loi d’Arrhénius.
Chapitre II : Mécanismes des réactions complexes.
Réactions compétitives ; réactions réversibles ; réactions successives (approximation de l’état quasi-stationnaire) ; réactions en chaîne linéaire et polymérisation radicalaire.
Chapitre III : Dynamique réactionnelle.
Modèle des collisions entre sphères dures ; réactions unimoléculaires (mécanisme de Lindemann) ; théorie de l’état de transition ; influence de force ionique de la solution
Chapitre IV : Catalyse homogène et enzymatique.
Catalyse acido-basique ; catalyse redox ; catalyse enzymatique et mécanismes d’inhibition

Pré-requis

S1- Structure de la matière, S2- Chimie Générale, S3 - Thermodynamique et cinétique chimiques et  S4 - Physico-Chimie des solutions aqueuses

Compétences visées

Thermodynamique : Compréhension des grandeurs molaires partielles, Equilibres chimiques, Etablissement des diagrammes de phase (variations d’enthalpie libres molaires partielles de mélange de phases homogènes).

Cinétique : Appréhender le mécanisme de la réaction chimique et connaitre la vitesse de la transformation de la matière ; distinguer réactions globales et réactions élémentaires ; proposer des chemins réactionnels.

Bibliographie

 Cinétique :

1/ S. Logan : Introduction à la cinétique chimique, Ed. Dunod,1998 ;

2/ M. Mostafavi : Cinétique et dynamique des réactions chimiques, Ed. EPS sciences, 2015 ;

3/ B. Frémaux : Elements de cinétique et de catalyse, Ed. Lavoisier TEC,1998 ;

4/ M. J. Pilling et P. W. Seakins: Reaction Kinetics, Ed. Oxford Science, 2002 (Anglais)

Modalités de contrôle des connaissances

Session 1 ou session unique - Contrôle de connaissances

NatureTypeNature d'évaluationDurée (min)Coeff.
MATIERE1 CC Ecrit - devoir surveillé6013%
MATIERE1 CC Ecrit - devoir surveillé6017%
UE2 CT Ecrit - devoir surveillé12070%

Session 2 - Contrôle de connaissances

NatureTypeNature d'évaluationDurée (min)Coeff.
UE2 CT Ecrit et/ou Oral120100%

Informations complémentaires

Méthode d'enseignement : En présence
Langue(s) : Français