LECONS DE CHIMIE 1998

1- Exemples d'ions monoatomiques et polyatomiques. Tests d'identification; application à l'étude de la

composition d'un engrais.

(2nde générale et technologique)

2- Etude d'un engrais azoté : le nitrate d'ammonium; de sa fabrication à son utilisation. (2nde générale et technologique)

3- Classification périodique des éléments. Illustration des analogies et des différences de propriétés dans une colonne du tableau périodique.

(2nde générale et technologique)

4- Notion d'élément chimique : conservation au cours de réactions chimiques: exemple du cuivre.

(2nde générale et technologique)

5- Notion d'élément chimique ; conservation au cours de réactions chimiques: exemple du soufre.

(2nde générale et technologique)

6- Notion d'élément chimique ; conservation au cours de réactions chimiques: exemple du carbone.

(2nde générale et technologique)

7- Les alcènes: propriétés ; obtention: utilisations. (2nde générale et technologique)

8- Réactions de polyaddition : obtention du monomère; fabrication du polymère; utilisations. (2nde générale et technologique)

9- Etude des propriétés physico-chimiques du dihydrogène. Applications industrielles.

(2nde GT; option techniques des sciences physiques)

10- Etude des propriétés physico-chimiques du dioxygène. Applications industrielles.

Onde GT : option techniques des sciences physiques)

11- Etude des propriétés physico-chimiques du fer. Applications industrielles.

(2nde GT: option techniques des sciences physiques)

12- Couple oxydant-réducteur : classification qualitative puis quantitative des couples métal-cation correspondant. (1 ere scientifique)

13- Action des solutions acides sur les métaux ; place du couple H+aq/H2 dans la classification des couples rédox (aspects qualitatif et quantitatif) ; applications. (lere scientifique)

14- Généralisation du concept d'oxydo-réduction aux réactions par voie sèche : nombre d'oxydation d'un

élément: utilisations. (lere scientifique)

15- Piles et accumulateurs usuels : principe de fonctionnement. (lere scientifique)

16- Exemples d'électrolyses en solution aqueuse; applications industrielles. (lere scientifique)

17- Notion de chaleur de réaction : illustration expérimentale ; énergie de liaison ; applications. (1 ere scientifique)

18- Dissolution dans l'eau de composés ioniques. (lere scientifique)

19- Dissolution dans l'eau de composés moléculaires. (lere scientifique)

20- Les oxydes d'azote: formation ; aspects industriels; problèmes liés à la pollution. (lere scientifique)

21- Les oxydes de soufre : formation ; aspects industriels; problèmes liés à la pollution. (lere scientifique)

22- Oxydation des composés organiques comportant une fonction oxygénée. (lere scientifique)

23- Réactions radicalaires : exemples de réactions en chaîne. (lere scientifique [options])

24- Colorants : extractions. synthèses. utilisations. (lere scientifique [options])

2s- Dosages d'oxydo-réduction par iodométrie: principe et applications. (1 ere scientifique [options])

26- Dosages par précipitation: principe et applications. (lere scientifique [options])

27- Principe de la spectrophotométrie UV-visible; application aux dosages. (lere scientifique [options])

28- Ions complexes : obtention, structure, propriétés. Applications. (lere scientifique [options])

29- Dosages complexométriques : principe et applications. (lere scientifique [options])

30- Transformation du lactose. L'acide lactique exemple de composé organique bifonctionnel. (lere sciences médico-sociales)

31- Les savons : mode d'action et préparation à partir des triglycérides. (Terminale sciences médico-sociales)

32- Etude de l'eau de Javel ; obtention; propriétés; dosage. (Terminale sciences médico-sociales)

33- Etude de l'eau oxygénée ; obtention; propriétés; dosage. (Terminale sciences médico-sociales)

34- Les acides ex-aminés. Synthèse peptique. (Terminale sciences médico-sociales)

35- basicité de Bronsted : rôle du solvant; classification des couples acide-base en solution aqueuse. (Terminale scientifique)

36- Réaction entre un monoacide en solution aqueuse et une base forte. Applications. (Terminale scientifique)

37- Réaction entre une base faible en solution aqueuse et un acide fort. Applications. (Terminale scientifique)

38- L'effet tampon : mise en évidence, applications. (Terminale scientifique)

39-Etude d'une cinétique de réaction (catalyse exclue). (Terminale scientifique)

40- Catalyse et catalyseurs ; applications industrielles. (Terminale scientifique)

41- Stéréochimie et réactivité: conformation et configuration. (Terminale scientifique)

42- Représentation de Lewis et géométrie de quelques molécules ; relations structure - propriétés. (Terminale scientifique)

43- Anhydrides d'acide et chlorures d'acyle en synthèse organique. (Terminale scientifique)

44- Estérification, hydrolyse et saponification des esters. (Terminale scientifique)

45- L'aspirine : synthèse ; dosage ; formulations. (Terminale scientifique)

46- Les acides dans les boissons : aspects qualitatifs et quantitatifs. (On ne se limitera pas aux monoacides). (Terminale scientifique- spécialité)

47- Les oses: propriétés physico - chimiques et dosage. (Terminale scientifique - spécialité)

48- Sucres et édulcorants : exemples du glucose, du saccharose et de l'aspartame. (Terminale scientifique spécialité)

49- Arômes et conservateurs : synthèse, extraction, dosage. (Terminale scientifique - spécialité)

RAPPORT SUR LA LEÇON DE CHIMIE

L'épreuve de leçon de chimie est constituée d'un exposé de 50 minutes au niveau d'une classe du second cycle des lycées. Son intitulé est extrait d'une liste établie à l'issue du concours de la session précédente et publiée dans le rapport. La plupart des leçons peuvent, et doivent être illustrées d'expériences. Le jury dispose ensuite d'une vingtaine de minutes pour poser éventuellement des questions en relation avec le sujet, permettant de préciser certains points de l'exposé, mais qui peuvent aussi dépasser le niveau de la leçon. Ces questions sont à priori à l'avantage du candidat, lui permettant de corriger lapsus et imprécisions et d'attester de ses connaissances. Elles risquent d'être à son désavantage s'il n'a étudié le sujet que pendant les quatre heures de préparation.

De nombreux candidats ont, semble-t-il, tiré profit de la lecture des rapports précédents et nous conseillons vivement aux futurs candidats de s'y référer. Seuls les points essentiels seront repris ici; ils seront complétés par quelques commentaires sur certaines leçons.

Sous peine de produire un exposé linéaire, sans temps forts, qui consiste en une simple énumération sans intérêt pour l'auditoire, le candidat doit avoir réfléchi aux objectifs à donner à la leçon, en accord avec le niveau imposé. Ces objectifs doivent non seulement être apparents dans l'introduction, mais ne pas être perdus de vue au cours l'exposé Le risque est surtout grand lorsque les connaissances sont fragiles et pour les sujets comportant des manipulations longues qui monopolisent l'attention du candidat au détriment de son discours.

L'introduction

Les connaissances acquises précédemment par les élèves et utilisées dans la leçon doivent être annoncées en préambule, puis le sujet sera défini, de façon à éveiller la curiosité: nécessité de nouveaux concepts, intérêt des produits ou réactions dans la vie quotidienne, nouvelles techniques .... Une simple lecture du plan ne peut constituer une introduction à elle seule, de même qu'elle ne pourra servir de conclusion. Le plan pourra être écrit au fur et à mesure ou figurer en entier au tableau dès le début de la leçon. Dans ce dernier cas, le candidat doit indiquer très clairement lorsqu'il change de paragraphe au cours de l'exposé.

La présentation

La qualité de l'élocution et de la tenue du tableau sont bien sûr un atout pour un futur enseignant. Elles ne suffiront pas à faire une bonne leçon, mais sont toujours appréciées. Le rythme doit être soutenu, plus rapide que devant une classe, mais ne doit pas transformer la prise de notes en une épreuve sportive. Des transparents, utilisés avec discernement, peuvent permettre de gagner du temps sur les dessins ou l'ecriture des équations?bilan lorsqu'elles sont nombreuses et longues à équilibrer. Cela ne dispense pas d'en écrire quelques?unes et de pouvoir les retrouver si cela est demandé. Les transparents tirés des livres ne doivent pas servir d'alibi à des commentaires creux et incomplets et doivent être adaptés au niveau imposé. En cas d'erreur dans un de ces transparents, celle?ci sera mise à la charge du candidat. Il est évident que le recours constant aux notes est du plus mauvais effet et expose le candidat à une vérification approfondie de ses connaissances.

Les expériences

Elles constituent une part importante de la leçon. Elles peuvent être tirées des livres du secondaire qui proposent un choix assez large; des expériences moins classiques sont appréciées à condition d'être bien adaptées au sujet et bien maîtrisées.

La mise en oeuvre expérimentale est souvent satisfaisante et conforme aux règles de sécurité. Quelques remarques peuvent néanmoins être faites. Les gants doivent être réservés aux solutions concentrées et être enlevés à proximité d'une flamme. Il faut agiter les tubes à essai après addition des réactifs, éventuellement en les fermant d'un bouchon s'ils sont trop remplis. II est bien d'utiliser des béchers intermédiaires pour éviter de manipuler les bouteilles ou de pipeter directement dedans, mais la quantité de solution versée ne doit pas être excessive par rapport à l'usage qui en sera fait. Les erlenmeyers peuvent avantageusement remplacer les béchers lorsqu'une agitation manuelle doit intervenir. L'aiguille du banc Kofler n'est pas faite pour déplacer le produit à identifier. Les lunettes doivent être mises lors de la manipulation de l'éthanal, composé très volatil.

En revanche, la présentation des expériences est souvent déplorable: manipulation derrière un rideau de flacons au contenu non identifiable (étiquettes invisibles), appareils avec l'écran tourné vers le tableau, ton confidentiel. Il est souhaitable qu'un schéma précisant les conditions opératoires soit fait au tableau ou figure sur un transparent. Il ne faut pas hésiter à lancer une manipulation longue en début de leçon pour pouvoir présenter les phases de séparation ou caractérisation sur les produits, ce qui est plus intéressant que de réaliser simplement le mélange des réactifs. Il ne suffit pas de montrer qu'il y a réaction, il faut dans la mesure du possible identifier les produits formés.

Une autre difficulté pour les candidats semble résider dans la compréhension de tous les paramètres intervenant dans le mode opératoire et dans l'interprétation des phénomènes observés. Il n'est pas acceptable que tout ce qui est présenté ne puisse être expliqué, éventuellement au cours des questions si cela dépasse le niveau de la leçon. Le contenu et le mode d'action des réactifs utilisés pour les tests d'identification doivent être parfaitement connus. En chromatographie sur couche mince, le rôle de chaque constituant de l'éluant doit être précisé et sa toxicité éventuelle connue. Que penser d'un candidat qui utilise un éluant à base d'éther de pétrole qu'il confond avec du diéthyléther? La nature de la plaque de chromatographie doit être également connue.

Le contenu

Les objectifs des programmes du secondaire sont de montrer " l'importance de la chimie dans les domaines scientifiques, culturels et économiques " et de privilégier la démarche expérimentale. Il faut donc éviter les développements trop formels ne s'appuyant pas sur des observations expérimentales, qualitatives ou quantitatives. Il faudra par contre donner des exemples ou des applications tirés de la vie quotidienne ou du domaine industriel. Lorsque le terme " applications " figure dans le titre, une partie importante de la leçon doit leur être consacrée. L'aspect scientifique devra cependant prévaloir sur les aspects socio?économiques. Lorsque des concepts nouveaux sont introduits, celà doit être fait avec clarté et précision.

Des remarques concernant certaines leçons sont données ci?dessous; la numérotation est celle de la liste de la session 1998.

Leçon 3 (classification périodique)

Il ne faut pas refaire la structure électronique mais bien traiter l'évolution des propriétés (analogies et différences). On pourra éventuellement utiliser un logiciel.

Leçon 4 (élement cuivre)

La réduction de l'oxyde de cuivre(II) par l'hydrogène conduit toujours au cuivre; par contre la réduction par le carbone peut donner l'oxyde de cuivre (1), rouge comme le cuivre, mais sans éclat métallique.

Leçon 8 (réactions de polyaddition)

Elle ne doit pas se résumer à une visite de la collection d'échantillons de matières plastiques.

Leçons 9, 10, 11 (hydrogène, oxygène, fer)

Les propriétés d'oxydant ou de réducteur doivent être clairement dégagées. Les nombres d'oxydation peuvent être utilisés ainsi que les demi?réactions d'échange électronique metal?cation métallique.

Leçon 17 (chaleurs de réaction)

Ne pas confondre la chaleur de réaction, QR, en kJ. mol?', et la quantité de chaleur (transfert thermique) mise en jeu au cours d'une réaction, en J ou kJ.

Leçon 18 (dissolution des composés ioniques)

Ne pas confondre dissolution, dissociation et dispersion. Leçon 19 (dissolution des composés moléculaires)

Bien distinguer la dissolution de la réaction chimique éventuelle. Lion 23 (réactions radicalaires)

Eviter la confusion entre réaction photochimique et initiation d'une réaction par la lumière, entre réaction radicalaire et réaction en draine.

Leçon 29 (dosages par complexométrie)

Les dosages ne doivent pas se limiter à la détermination de la dureté d'une eau. Leçon 30 (transformation du lactose)

Contrairement au saccharose qui n'est pas réducteur, le lactose est un disaccharide réducteur qui donne un test positif avec la liqueur de Fehling.

Leçon 35 ( acido?basicité de Brônsted)

Le rôle du solvant est souvent éludé. L' aspect nivelant est rarement abordé et ne semble pas être compris.

Leçon 36, 37

Il convient dans un premier temps d'étudier des solutions de concentration connue pour montrer que l'équivalence peut être repérée par un saut de pH, et, dans un deuxième temps, de doser des solutions de concentration inconnue. Les acides ou bases faibles pourront être comparés aux acides forts ou bases fortes. Le dosage de la vitamine C par la soude n'est pas le meillleur exemple pour illustrer la notion de couple acide?base.

Leçon 39 (cinétique de réaction)

Il ne faut pas négliger le rôle des différents facteurs sur la vitesse d'une réaction: ils devront être illustrés par des expériences qui permettent bien de constater les influences que l'on veut mettre en évidence. Il faut utiliser des courbes tracées expérimentalement pour illustrer les différentes définitions des vitesses de réaction.

Leçon 40 (catalyse et catalyseurs)

Les exemples doivent être variés et ne pas se limiter à la dismutation de l'eau oxygénée. Il ne faut pas confondre intermédiaire réactionnel et espèce intermédiaire. Une espèce dont on peut percevoir la couleur pendant plusieurs minutes n'est certainement pas un intermédiaire réactionnel. La catalyse acido?basique n'est que rarement présentée.

Leçon 41 (stéréochimie et réactivité)

Cette leçon ne doit pas être un catalogue sur les différentes isoméries, mais doit être illustrée de quelques exemples et expériences.Les isoméries de constitutions sont hors?sujet.

Leçon 42 (représentation de Lewis et géométrie)

II faut bien détailler le mode de calcul de la charge formelle attribuée à un atome dans une espèce chimique; on pourra la distinguer d'une charge partielle et d'un degré d'oxydation. Les relations structure?propriétés sont souvent peu développées et peu illustrées expérimentalement.

Levron 46 (acides dans les boissons)

L'aspect qualitatif qui figure dans le titre ne doit pas être oublié en ne présentant que des dosages.

Leçons 4 7, 48 (les oses)

Ne pas masquer le phénomène essentiel sous des détails: dans l'écriture des réactions rédox faisant intervenir la liqueur de Fehling, certains candidats sont tellement soucieux d'équilibrer les ions tartrates qu'ils en oublient les électrons échangés entre Cuivre(II) et Cuivre(I).