Mémento de chimie pour les Terminale S

FORMULES DE CHIMIE

CONCENTRATION : C = n / V

( n : nombre de moles en solution dans un volume V ( mol.L-1 ). )

MASSE VOLUMIQUE : ρ = m / V.

( m : masse d'un volume V d'une substance ( kg.m-3 ) )

QUANTITÉ DE MATIÈRE : n = m / M.

( n : nombre de moles ( en mol ) d'atomes, de molécules, d'ions ( ou d'autres entités élémentaires ) dans une masse m ( en g ) de ces entités ; m ( en g ) de ces entités ; M : masse molaire ( en g.mol-1 ) de l'atome, de la molécule, de l'ion... ) )

LOI DES GAZ PARFAITS : p.V = n.R.T.

( n : quantité de matière ( mol ) ; V : volume occupé par le gaz ( m3 ) ; P : pression du gaz ( Pa ) ; R = 8,314 J.mol-1.K-1 ; T : température ( K ) )

VOLUME MOLAIRE D'UN GAZ PARFAIT : p.Vm = R.T.

> Le volume molaire d'un gaz est le volume occupé par une mole de gaz sous une pression p, à une température T.

( Vm = 22,4 L.mol-1 à 0° C sous 1 Atm = 1013 hPa ; Vm = 22,79 L.mol-1 à 0° C sous 1 bar )

RENDEMENT D'UNE RÉACTION : η = mexp / mthéo.

> Le rendement d'une réaction est le rapport entre la masse obtenue expérimentalement et la masse attendue théoriquement.

QUANTITÉ D'ÉLECTRICITÉ : Q.

> Q s'exprime en coulomb ( C ). Un faraday ( F ) correspond à la charge d'une mole d'électrons : 1F = 96 500 C.

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CIÉTIQUE CHIMIQUE

FACTEURS CINÉTIQUES : La vitesse d'une réaction est d'autant plus grande que les concentrations des réactifs sont plus importantes ; la température est élevée.

VITESSE VOLUMIQUE À L'INSTANT T1 : v(t1) = 1 / V . ( dx / dt ).

( V : volume de la solution ( en L ), t ( en s ), v ( en mol.L-1.s-1 ) ).

> x(t) avancement de la réaction en fonction du temps.

> La vitesse volumique est proportionnelle à la pente de la tangente ( dx / dt ) à la courbe x = f(t) à l'instant t1.

TEMPS DE DEMI-RÉACTION T1/2 : Le temps de demi-réaction est la durée nécessaire pour que l'avancement parvienne à la moitié de sa valeur finale.

ÉQUILIBRE CHIMIQUE

AVANCEMENT D'UNE RÉACTION : Une transformation chimique n'est pas toujours totale : si aucun des réactif n'a totalement disparu ; si l'avancement final xf est inférieur à l'avancement maximal xmax ; le taux d'avancement ( τ = xf / xmax ) est inférieur à 1.

QUOTIENT DE RÉACTION : Qr = ( [ E]2 / ( [ A ]2 . [ B ]2 ) )

( [ X ] : concentration en mol.L-1 )

> Qr n'a pas d'unité.

> Seules les espèces dissoutes figurent dans l'expression. Qr dépend des conditions initiales et de l'avancement de la réaction. Constante d'équilibre Qr,e = K.

> K ne dépend que de la température.

> Si K >> 1, la réaction directe ( → ) est très favorisée.

CRITÈRE D'ÉVOLUTION :

> Qr,i < K : évolution spontanée dans le sens direct ( → ).

> Qr,i > K : évolution spontanée dans le sens inverse ( ← ).

> Qr,i = K : état d'équilibre.

ACIDE ET BASE

ÉQUILIBRES ACIDO-BASIQUES DANS L'EAU : Les deux équilibres sont simultanées.

> HA + H2O = A- + H30+.

> 2H2O = H3O+ + OH-. ( autoprotolyse de l'eau )

> pH = -log[ H3O+ ] = pKa – log( [ A- ] / [ HA ] ).

> Ka = ( [ A- ] . [ H3O+ ] ) / [ HA ]

> Ke = [ H3O+ ] . [ OH- ] = 10-14.

FAIRE LE PETIT GRAPHIQUE

CH3CO2H/CH3CO2- : pKa = 4,7 ; NH4+ / NH3 : pKa = 9,2.

> En solution aqueuse, un acide est d'autant plus dissocié que son pKa est faible

DOSAGES ACIDO-BASIQUES :

Acide 1 + Base 2 = Base 1 + Acide 2

> K = ( [ Base 1 ] . [ Acide 2 ] ) / ( [ Acide 1 ] . ( [ Base 2 ] )

> K = Ka1 / Ka2. Si K >> 1, le taux d'avancement final est proche de 1.

FAIRE LE SCHÉMA ET LE GRAPHIQUE

> À l'équivalence : ca . Va = cb . Vb.

> Utilisation d'indicateurs colorés :

1 : Acide fort-base forte : bleu de bromothymol.

2 : Acide faible-base forte : phénolphtaléine.

3 : Acide fort-base faible : hélianthine.

PILES

CONSTITUTION : Une pile est formée de deux demi-piles reliées par un pont salin ou séparées par une paroi poreuse.

FAIRE LE SCHÉMA.

SCHÉMA CONVENTIONNEL : (-) Zn(s) l Zn2+(aq) l l Cu2+(aq) l Cu(s) (+)

ÉQUATIONS AUX ÉLECTRODES :

> Pôle (+) : cathode → réduction. ( mnémotechnique : deux consonnes )

> Cu2+(aq) + 2e- = Cu(s).

> Pôle (-) : anode → oxydation. ( mnémotechnique : deux voyelles )

> Zn(s) = Zn2+(aq) + 2e-.

Pour un avancement x = 1 mol, il y a deux moles d'électrons échangées. La réaction est totale dans le sens direct.

QUANTITÉ DE MATIÈRE ET INTENSITÉ DU COURANT : Q = I.t.

> ( I en ampère ( A ) ; t en seconde ( s ) ; Q en coulomb ( C ) )

> 1 Faraday ( F ) = 96 500 C : charge d'une mole d'électrons.

> Avancement de la réaction : x = Q / 2F = ( I.t ) / 2F.

ÉLECTROLYSE

SCHÉMA D'UNE ÉLECTROLYSE : L'électrolyse est une transformation chimique forcée. Le générateur impose le sens du courant.

FAIRE LE SCHÉMA

ÉLECTRODE

RÉACTION

ANODE

Reliée à la borne (+) du générateur.

Oxydation : 2Cl- = Cl2 + 2e-.

CATHODE

Reliée à la borne (-) du générateur.

Réduction : Cu2+ + 2e- = Cu.

RÉACTION BILAN

2Cl- + Cu2+ = Cl2 + Cu.

2F échangés pour Δx = 1 mol.

QUANTITÉ D'ÉLECTRICITÉ NÉCESSAIRE.

> Q = I.Δt = F.z.x.

( F = 96 500 C ; x : avancement de la réaction bilan ; z : nombre d'électrons échangés pour Δx = 1 mol ; Δt : durée de l'électrolyse ( en s ) ; I : intensité du courant ( en A ).

FONCTIONS ORGANIQUES OXYGÉNÉES

ALCOOL

R-O-H

- Se transforme en ester.

ACIDE CARBOXYLIQUE

- Acide.

- Donne des esters et des anhydrides.

ESTER

- S'hydrolyse en milieu acide.

- Se saponifie en milieu basique.

ANHYDRIDE D'ACIDE

- Forme des esters avec les alcools.

- S'hydrolyse dans l'eau en donnant un acide carboxylique.

SAVON

- Base.

- Forme des micelles si la chaîne carbonnée R est longue.

ESTÉRIFICATION, HYDROLYSE, SAPONIFICATION

ESTÉRIFICATION : R-CO2H + R' = R-CO2-R' + H2O

( acide carboxylique + alcool = ester + eau )

HYDROLYSE : R-CO2-R' + H2O = R-CO2H + R'-OH

SAPONIFICATION : R-CO2-R' + OH- = R-CO2- + R'-OH

( ester + ion hydroxyde = ion carboxylate + alcool )

CINÉTIQUE

ÉQUILIBRE

COMMENTAIRES

ESTHÉRIFICATION

Réaction lente catalysée par H+.

Réaction limitée

Équilibre modifié par :

- un excès de l'un des réactifs.

- en distillant un des produits.

HYDROLYSE

Réaction lente catalysée par H+.

Réaction limitée

SAPONIFICATION

OH- n'est pas un catalyseur.

Réaction totale

Préparation des savons à partir d'esters dont les chaînes carbonées sont longues et non ramifiées.

CATALYSEUR : Un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse de réaction sans apparaître dans l'équation de la réaction.

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Olivier

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India
India
Invité
12 Déc.

Bonjour,

Je suis actuellement entrain de préparer un TP et mon enseignant après m’avoir donné des valeurs étalons pour faire la courbe d’étalonnage me demande la concentration de mon échantillon pour une DO que j’ai trouvée expérimentalement. J’ai compris comment trouver cette concentration mais il est indiqué attention à prendre en compte la dilution dans votre résultats (j’ai fait une dilution à 1/9) savez-vous comment je dois intégrer cette dilution ?

Merci d’avance

Thomas
Thomas
Éditeur
25 Juin.

Bonjour ! Très simplement si vous l’ajoutez à 50%, vous devrez donc diviser par 2 le nombre de molécules présentes par litre de solution.
Bonne journée !

Aude
Aude
Invité
12 Mar.

Bonjour Mr Olivier. Ma question est la suivante : comment peut-on s’améliorer en chimie ?

Thomas
Thomas
Éditeur
12 Mar.

Bonjour ! Deux solutions me viennent instinctivement :

– Prendre des cours de chimie (nous en proposons, évidemment !),
– Se cultiver théoriquement par ses propres moyens, notamment grâce à nos ressources, qui traitent bon nombre de sujets de chimie : https://www.superprof.fr/ressources/scolaire/physique-chimie/

Bonne journée !