HELMo

0P07 CHIMIE - PASS

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 1 activité d'apprentissage :
    • CHIMIE GENERALE ET ANALYTIQUE
  • En 2023-2024, elle s'organise au deuxième quadrimestre et couvre 5 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Groupe classe

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

Le but de cette UE est de faire découvrir les grands concepts fondateurs de la chimie générale, à savoir la structure et les propriétés de la matière à l’échelle atomique et moléculaire, la notion de réaction chimique au sens large et les équilibres chimiques. Cette UE s’attarde ensuite sur l’étude des équilibres chimiques dans divers contextes. Enfin, la dernière partie du cours sera consacrée à une introduction au génie chimique.

Les contenus de l'UE

Le contenu de cette UE s’articule autour des thèmes suivants :

  • Prévision et explication de la constitution de la matière ainsi que certaines propriétés physiques et chimiques des corps, en relation avec les liaisons interatomiques et intermoléculaires.
  • La réaction chimique du point de vue des bilans de matières (stœchiométrie), de son évolution dans le temps (cinétique) et de sa limitation à un équilibre thermodynamique (équilibre chimique).
  • La notion d’équilibre chimique aux réactions se déroulant en solution.
  • La prévision et l'interprétation des réactions ayant lieu lorsqu'on met en présence, en solution aqueuse généralement, des substances susceptibles de donner lieu à une réaction acide-base, de précipitation ou rédox, et calculer des paramètres caractéristiques des milieux réactionnels (pH, concentrations, solubilité, …).
    • La réaction acide-base : acides, bases, couples, constantes acido-basiques, pH (calcul dans des situations diverses, utilisation et justification de conditions d’applications de formules simplifiées), degré d’avancement des réactions acide-base et titrages acide-base.
    • La réaction de précipitation : solubilité, produit de solubilité, paramètres affectant la solubilité d’un composé peu soluble.
    • La réaction d'oxydo-réduction : demi-réactions rédox, introduction à l'électrochimie (piles et électrolyse).
  • Réalisation de bilans de matière sur un réacteur chimique idéal afin de le dimensionner.
  • Réalisation de bilans de matière sur une colonne de distillation mono ou multi-étagée afin de la dimensionner.

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

Au terme de cette unité d’apprentissage l’étudiant sera capable

  • De décrire la structure de la matière à l’échelle atomique
  • D’exprimer et de calculer des quantités de matière à l’échelle atomique et macroscopique en utilisant les notions de masse atomique, d’unité de masse atomique, de mole et de masse molaire
  • D’interpréter et de prévoir certaines propriétés des atomes et des ions monoatomiques dans le cadre de la classification périodique des éléments
  • De décrire la structure de la matière à l’échelle moléculaire dans le cadre des différents modèles de la liaison chimique 
  • D’interpréter les comportements de la matière à l’état solide, liquide et gazeux et de justifier les propriétés macroscopiques des corps 
  • D’appliquer la nomenclature de base de chimie minérale
  • De pouvoir établir et calculer des bilans de matière dans le cadre d’une réaction chimique (calculs stœchiométriques) en utilisant les notions de masse atomique, masse moléculaire, mole, concentration, pression, etc.
  • De pouvoir décrire qualitativement et quantitativement l’état d’un système chimique en équilibre ainsi que les paramètres qui caractérisent et influencent cet état
  • De pouvoir utiliser les principes permettant de prédire qualitativement et quantitativement le sens d’évolution d’un système chimique en équilibre et de calculer la composition du système dans son nouvel état d’équilibre
  • De pouvoir décrire qualitativement et quantitativement l’état et le comportement d’un système chimique évoluant dans le temps (cinétique chimique) ainsi que les paramètres qui influencent ce comportement
  • D’utiliser le concept d’équilibre chimique dans le cadre des réactions acido-basiques, des réactions de précipitations, des réactions rédox; d’interpréter le comportement des substances dans le cadre de ces réactions et de calculer des paramètres relatifs au milieu réactionnel 
  • De réaliser un bilan de matière sur un réacteur chimique idéal afin de le dimensionner.
  • De réaliser un bilan de matière sur une colonne de distillation mono- ou multi-étagée afin de la dimensionner.

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

Le cours théorique est donné en un seul groupe et illustré par des présentations Powerpoint. Les concepts importants y sont présentés et illustrés par la résolution de problèmes numériques issus de situations concrètes. La relation entre la théorie et la pratique est omniprésente.
Les séances d’exercices sont intercalées entre les séances de cours théorique au moment le plus judicieux pour appliquer et asseoir les notions théoriques qui viennent d’être abordées. Les étudiants sont amenés à travailler personnellement à la résolution d’exercices semblables à ceux exposés durant le cours. A cet effet, les étudiants disposent d’un syllabus d'exercices. Ainsi, les séances d’exercices permettent de renforcer les concepts théoriques et de résoudre de manière individuelle des problèmes semblables à ceux développés au cours. 
Une séance de laboratoire sera également organisée durant le quadrimestre.

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

Dans cette UE, une participation assidue aux cours est vivement recommandée car celle-ci englobe de nombreux concepts théoriques complexes de la chimie générale jusqu'à l'introduction au génie chimique.

Il est également important de résoudre des exercices régulièrement. Nous conseillons donc de ne pas attendre la session pour réaliser les exercices proposés dans le syllabus d'exercices, mais de s'y prendre au fur et à mesure, chaque semaine.

Diverses évaluations (interrogations, examens et laboratoire) pour cette unité d'enseignement

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée de manière continue. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des réponses longues, réponses courtes, réponses choisies parmi des propositions. Elle se déroule à cours fermé, avec des documents autorisés. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Règles de l’UE

Quels sont les supports et matériels de cours indispensables ?

Supports et matériels de cours

  • Syllabus de théorie (disponible dans l'espace HELMo Learn du cours ou via le CEG)
  • Syllabus d'exercices (disponible dans l'espace HELMo Learn du cours ou via le CEG)

Comment la note globale de l’UE est-elle déterminée ?

Explication de la pondération des différentes épreuves

Les diverses évaluations (interrogation, laboratoire, examens) des matières enseignées dans cette UE sont toutes des évaluations écrites.

La note globale pour l'UE (NG/20) sera toujours constituée de deux notes d'interrogation (NI1/20 et NI2/20), d'une note de laboratoire (NL/20) et d'une note d'examen (NE/20), et cela quel que soit le moment de l'année académique où le calcul de NG est établi. La note globale est calculée selon :

NG = 20% NI1 + 20% NI2 + 5% NL + 55% NE
Les contenus respectifs des matières évaluées pour l'obtention de NI1, NI2, NL et NE seront communiquées en temps utile via HELMo-Learn.

Les notes d'interrogations sont obtenues au terme de deux interrogations partielles dispensatoires réalisées durant le quadrimestre. Une note supérieure ou égale à 10/20 donne droit à une dispense de la matière correspondante pour l'examen de juin, ainsi que pour toute évaluation ultérieure éventuelle de cette UE durant l'année académique en cours. Dans le cas contraire, la matière concernée devra être représentée lors de la session d'examens de juin et la note obtenue constituera la nouvelle note d'interrogation. Le reste de la matière sera évalué lors de l'examen de juin. La note de laboratoire est obtenue au terme d'un rapport de laboratoire rendu à la fin de la séance de laboratoire.

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?