Spé Physique-Chimie Chapitre 7 Evolution spontanée d’un système chimique

 

Introduction :

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Alessandro Volta présente sa pile à Napoléon en 1801

 Oxydoréduction 1ère

Compétences du chapitre

Première :

Synthèse d’une espèce chimique existant dans la nature, montage à reflux, chromatographie sur couche mince, réactions de combustion, transformations chimiques exothermiques et endothermiques.

A) Prévoir le sens de l’évolution spontanée d’un système chimique

État final d’un système siège d’une transformation non totale : état d’équilibre chimique.

Relier le caractère non total d’une transformation à la présence, à l’état final du système, de tous les réactifs et de tous les produits.

 

Mettre en évidence la présence de tous les réactifs dans l’état final d’un système siège d’une transformation non totale, par un nouvel ajout de réactifs.

 

Modèle de l’équilibre dynamique.

Quotient de réaction Q r .

Déterminer le sens d’évolution spontanée d’un système.

 

Déterminer la valeur du quotient de réaction à l’état final d’un système, siège d’une transformation non totale, et montrer son indépendance vis-à-vis de la composition initiale du système à une température donnée.

Système à l’équilibre chimique :  constante d’équilibre K(T).

Déterminer un taux d’avancement final à partir de données sur la composition de l’état final et le relier au caractère total ou non total de la transformation.

Critère d’évolution spontanée d’un système hors équilibre chimique.

 

 

 

Transformation spontanée modélisée par une réaction d’oxydo-réduction.

 

 

Pile, demi-piles, pont salin ou membrane, tension à vide.

Justifier la stratégie de séparation des réactifs dans deux demi-piles et l’utilisation d’un pont salin.

Réaliser une pile et un circuit électrique intégrant un électrolyseur.

 

 

Mettre en œuvre un test de reconnaissance pour identifier une espèce chimique.

 

Illustrer un transfert spontané d’électrons par contact entre réactifs et par l’intermédiaire d’un circuit extérieur.

Fonctionnement d’une pile ; réactions électrochimiques aux électrodes.

Modéliser et schématiser, à partir de résultats expérimentaux, le fonctionnement d’une pile.

 

Usure d’une pile, capacité électrique d’une pile.

Déterminer la capacité électrique d’une pile à partir de sa constitution initiale.

Réaliser une pile, déterminer sa tension à vide et la polarité des électrodes, identifier la transformation mise en jeu, illustrer le rôle du pont salin.

Oxydants et réducteurs usuels.

Citer des oxydants et des réducteurs usuels : eau de Javel, dioxygène, dichlore, acide ascorbique, dihydrogène, métaux.

Justifier le caractère réducteur des métaux du bloc s.

 

 

3 semaines / 3TP (2h + 1h)

 

Activités

 

Cours

Cours : Evolution spontanée d’un système chimique

Cours : Les piles électrochimiques

TP

TP 7.1 Constante de réaction sanglante

TP 7.2 Les piles

Exercices

Activité 1 (CNED) : Réaction chimique totale ou non totale

Activité 2 (CNED) : Sens d’évolution d’une réaction

Activité 3 (CNED) : Comment fonctionne une pile électrochimique ?

Exercice corrigé capacité d’une pile en vidéo

Feuille d’exercices (ex 27 p 172 et ex bac)

 

Animations

La pile Daniel (Ostralo)

Fonctionnement de la pile Daniel (T STI2D)

 

Vidéo

Evolution d’un système chimique - cours (Paul Olivier)

Les piles - cours (F. Raffin)

Cours et exercice (Sciences physiques)

 

Idées grand oral :

        Stocker l’électricité : un enjeu pour les énergies renouvelables (en lien avec l’enseignement scientifique)

         L’autonomie d’un véhicule électrique : un problème de poids.

         Un accumulateur est-il rechargeable à l’infini ?

        

Evaluation :

DS

TP

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