Description

Introduire le langage et les notions de bilan énergétique, liés à l'approche thermodynamique, puis acquérir les connaissances nécessaires au traitement d'un problème de thermodynamique sur un système chimique idéal à l'équilibre, dans l'état standard et dans les conditions de température T et pression P quelconques. Appliquer les concepts de la thermodynamique à l’étude de la réactivité chimique. Aspect phénoménologique de la thermodynamique : structure de la matière, 1ère et 2ème lois de la thermodynamique, changement d'état : matériaux purs, mélanges, diagrammes de phase, réaction chimique, modèles thermochimiques.

Thermodynamique appliquée à l’étude de réactions chimiques
Le premier principe de la thermodynamique : Energie interne, enthalpie, capacité calorifique
Le second principe de thermodynamique : Entropie et désordre. Spontanéité. Entropie standard en fonction de la température. Interprétation microscopique de l'entropie.
Enthalpie libre – Energie libre : Relation avec la spontanéité. Influence de la température sur la spontanéité.
Équilibre chimique et thermodynamique : Potentiel chimique. Notion d’activité (solutions idéales et réelles). Lien avec la constante d'équilibre. Déplacement des équilibres au changement des conditions. Relation de van't Hoff (influence de T sur la constante d’équilibre).
Équilibre électrochimique : Relation de NERNST.
Systèmes à un constituant : diagramme d'état d'un corps pur : Diagrammes P-T d'un système à un constituant. Règle des phases de Gibbs.
Systèmes à plusieurs constituants : Diagramme de phases à deux constituants (deux composés miscibles à l’état liquide).. Règle des phases pour plusieurs constituants. Construction des diagrammes de phases au départ des courbes d'enthalpies libres : règle des tangentes communes. Lecture de s diagrammes de phases : règle du levier.
Propriétés colligatives des solutions : cryoscopie, ébullioscopie. Entropie de mélange et enthalpie libre pour solutions régulières. Applications et illustrations par des diagrammes de phases binaires (liquide-gaz, liquide-solide, solide-solide).
 

Compétences visées

Bases de la thermodynamique

• Identifier grandeur et variable d'état.
• Distinguer les grandeurs extensives et intensives.
• Rappel du premier principe de la thermodynamique.
• Maîtriser le formalisme des concepts associés (énergie interne, chaleur, température de flamme)

Thermodynamique chimique

• Connaître le second principe de la thermodynamique et les concepts associés (entropie, états de la matière macroscopique, chaleur, température) et les appliquer à l’étude de la réactivité chimique.
• Comprendre et utiliser les notions d’énergie de Gibbs et de potentiel chimique.
• Calculer la variation de l’énergie de Gibbs dans une réaction chimique.

  Équilibres et transitions de phase

• Comprendre les notions de transition de phase, d'équilibre thermique (température), et mécanique (pression).
• Calculer la variance associée à un état d’équilibre.
• Lire un diagramme binaire.

Effets colligatifs

• Connaître et appliquer les lois de Raoult et Henry.
• Calculer une pression osmotique et une solubilité.

Contacts

Responsable(s) de l'enseignement

• Marco Cecchini

MCC

Les épreuves indiquées respectent et appliquent le règlement de votre formation, disponible dans l'onglet Documents de la description de la formation.

Régime d'évaluation

ECI (Évaluation continue intégrale)

Coefficient

2.0

Évaluation initiale / Session principale - Épreuves

Seconde chance / Session de rattrapage - Épreuves