LECONS DE CHIMIE 1999

1‑ Exemples d'ions monoatomiques et polyatomiques. Tests d'identification ; application à l'étude de la composition d'un engrais. (2n e générale et technologique)

2‑ Classification périodique des éléments. Illustration des analogies et des différences de propriétés dans une colonne du tableau périodique. (2nde générale et technologique)

3‑ Approche expérimentale et définition de l'élément chimique: exemple du cuivre. Equation bilan d'une réaction chimique. (2nde générale et technologique)

4‑ Approche expérimentale et définition de l'élément chimique: exemple du soufre. Equation bilan d'une réaction chimique. (2nde générale et technologique)

5‑ Approche expérimentale et définition de l'élément chimique: exemple du carbone. Equation bilan d"une réaction chimique. (2nde générale et technologique)

6‑Quantité de matière et réaction chimique: aspects théoriques et illustration expérimentale. (2nde générale et technologique)

7‑ Les alcènes: propriétés ; obtention; applications industrielles. (2nde générale et technologique)

8‑Du pétrole aux alcènes: fabrication et recyclage des matières plastiques obtenues par polyaddition. (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. (2n e 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. (lere scientifique)

13‑ Action des solutions acides sur les métaux ; place du couple H+aq/H2 dans la classification des couples rédox, définition du potentiel standard. (lere scientifique)

14‑ Généralisation du concept d'oxydo‑réduction aux réactions par voie sèche : nombre d'oxydation d'un élément; utilisations. (lere scientifique)

1 5‑ Principe de fonctionnement des piles et accumulateurs usuels. (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. (1 ere 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])

25‑ Dosages d'oxydo‑réduction par iodométrie: principe et applications. (lere 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. (1 ere scientifique [options])

29‑ Dosages complexométriques : principe et applications. (1 ere 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 a‑aminés. Synthèse peptidique. (Terminale sciences médico‑sociales)

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

36‑ Action d'une base forte sur les monoacides en solution aqueuse. Applications. (Terminale scientifique)

37‑ Action d'un acide fort sur les monobases faibles en solution aqueuse. Applications. (Terminale scientifique)

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

39‑ Choix d'un indicateur coloré pour un dosage acide‑base (on ne se limitera pas aux monoacides et aux monobases). (Terminale scientifique ‑[spécialité])

40‑ Etude d'une cinétique de réaction (catalyse exclue). (Terminale scientifique)

41‑ Catalyse et catalyseurs ; applications industrielles. (Terminale scientifique)

42‑ Stéréochimie et réactivité: conformation et configuration. (Terminale scientifique)

43‑ Représentation de Lewis et géométrie de quelques ions et molécules ; relations structure ‑ propriétés. (Terminale scientifique)

44‑ Anhydrides d'acide et chlorures d'acyle en synthèse organique. (Terminale scientifique)

45‑ Estérification, hydrolyse et saponification des esters. (Terminale scientifique)

46‑ L'aspirine : synthèse ; dosage ; formulations. (Terminale scientifique)

47‑ Les acides dans les boissons : aspects qualitatifs et quantitatifs. (On ne se limitera pas aux monoacides). (Terminale scientifique­[spécialité])

48‑ Les oses: propriétés physico ‑ chimiques et dosage. (Terminale scientifique ‑ [spécialité])

49‑ Sucres et édulcorants : exemples du glucose, du saccharose et de l'aspartame. (Terminale scientifique ‑ [spécialité])

50‑ Arômes et conservateurs : synthèse, extraction, dosage. (Terminale scientifique ‑[ spécialité])

Rapport du jury de l'épreuve de leçon de chimie

L'épreuve de chimie à l'oral de l'agrégation de Sciences Physiques (option Physique) consiste en une leçon de 50 minutes, suivie de questions posées par le jury.

Le titre de la leçon est extrait des programmes de Chimie des classes de Lycée ( Seconde, Première, Terminale). A partir du prochain concours de l'Agrégation de Sciences Physiques de l'an 2000, les titres des leçons pourront être extraits des Programmes des Classes Préparatoires NIPSI,PTSI, MP , PSI et PT. Les futurs candidats doivent donc se reporter à la liste des leçons de Chimie du concours de l'an 2000 figurant à la fin du présent rapport.

La leçon constitue le point central de l'épreuve. Le candidat doit y délivrer un message fort, clair et " consistant " en s'appuyant tant sur une argumentation cohérente et adaptée au niveau demandé que sur une démarche expérimentale rigoureuse et démonstrative. L'objectif pédagogique de la leçon doit être clairement dégagé, illustré et poursuivi tout au long de l'exposé, afin que celui-ci ne devienne pas un catalogue lassant pour l'auditoire. La réussite de la leçon nécessite donc une réflexion approfondie sur son contenu, dépassant la simple reproduction d'extraits de manuels mis à disposition pendant les quatre heures de préparation, ainsi qu'une excellente maîtrise dans la présentation.

Le jury a constaté, avec satisfaction, que de nombreux candidats du concours 1999 tenaient compte des remarques formulées dans les précédents rapports et en tiraient un grand profit. Nous conseillons donc vivement aux candidats du concours 2000 de consulter également les rapports des années antérieures, et de considérer leurs indications tant dans leur lettre que dans leur esprit.

La présentation :

Dynamisme et bonne élocution sont des qualités très recherchées dans un concours de recrutement de professeurs. Le rythme de l'exposé peut être rapide, mais il doit cependant permettre la prise de notes et ne pas donner une impression de confusion. Lorsque le plan de la leçon a été entièrement écrit au tableau, il revient au candidat d'indiquer régulièrement la partie qu'il est sur le point de traiter.

Le plus grand soin doit être apporté à l'écriture et à la réalisation de schémas au tableau, ainsi qu'à l'organisation de ce dernier. Le jury a pénalisé sur ce point la négligence de certains candidats.

L'utilisation de transparents peut faire gagner du temps dans l'exposé et éviter des répétitions fastidieuses pour l'auditoire. La présentation d'un transparent ne doit pas cependant consister en un " aller-retour " trop rapide et doit, au contraire, donner lieu à une exploitation précise et complète. Il est également possible de projeter des figures extraites d'ouvrages de Chimie, en indiquant leur provenance. Les candidats sont alors responsables des erreurs ou imprécisions pouvant y subsister.

Dernière remarque : au bout d'environ 45 minutes de leçon, le jury signale à chaque candidat le temps qui lui reste imparti. Il ne faut pas voir dans cette indication une invitation à précipiter la fin de l'exposé, dont la durée totale est de 50 minutes. Il ne s'agit là que d'un avertissement permettant au candidat de penser à sa conclusion et de s'assurer qu'il n'a rien oublié d'important.

Les expériences

Elles sont le support indispensable de l'argumentation de l'exposé. Les titres des leçons sont choisis de façon à donner lieu à l'illustration expérimentale la plus riche possible. Une démarche expérimentale pauvre ou négligée est donc fortement pénalisée.

La présentation et la réussite d'expériences démonstratives est un point fondamental dans la conduite de la leçon. Lorsqu'une réaction est proposée, le jury s'attend donc à voir une caractérisation des produits formés ou, tout au moins, une illustration de leurs propriétés, si cela est possible.

Les quatre heures de préparation doivent permettre au candidat d'affiner tous les paramètres permettant une bonne réalisation expérimentale. Trop d'expériences qualitatives, jugées a priori " faciles ", échouent parce que le candidat n'a pas choisi les bons réactifs, ou n'a pas utilisé les concentrations, la verrerie et les conditions opératoires convenables.

Les expériences doivent pouvoir être parfaitement vues par l'auditoire. Il ne faut donc pas, par exemple, réaliser une réaction de précipitation en masquant le tube à essai derrière un mur opaque de flacons. Pour les manipulations qui nécessitent l'usage de la hotte, le candidat doit faciliter au maximum le suivi des opérations par l'auditoire, et ne pas masquer systématiquement de son corps " ce qui se passe ".

Le jury doit pouvoir vérifier la nature des réactifs utilisés les étiquettes des flacons et bouteilles placées sur les tables et les paillasses doivent donc être tournées vers l'auditoire, au moins au fur et à mesure de leur emploi..

De même, les indications données par les pH-mètres et les voltmètres doivent pouvoir être lues facilement. Le candidat doit donc choisir d'utiliser des appareils de mesure possédant un mode d'affichage nettement visible. Rappelons, encore une fois, qu'il est nécessaire d'agiter une solution dont on désire mesurer le pH.

Le candidat doit connaître la composition des réactifs qu'il utilise (liqueur de Fehling, eau de chaux, réactif de Nessler, etc.), ainsi que leur éventuelle toxicité et les précautions d'emploi qui leur sont propres.

Il faut prêter une attention toute particulière aux conditions de sécurité dans lesquelles on travaille. La position accroupie n'est certainement pas la plus indiquée pour ajuster un niveau, ni, d'ailleurs celle où l'on est juché sur un tabouret !

Certaines leçons, tirées des programmes de Terminale S (spécialité) ou de Première S (Option), donnent lieu à des expériences de dosage ou de synthèse réalisables en Travaux Pratiques par des élèves de ces classes. Certains candidats ont tendance à en négliger les objectifs pédagogiques et les aspects qualitatifs, ce qui donne au jury l'impression d'assister plus à un montage qu'à une leçon. Cette dérive fâcheuse est toujours sanctionnée.

Les questions

La plupart des questions posées par le jury sont inspirées par la leçon qu'il vient d'écouter.

Elles sont destinées à faire préciser au candidat certains points jugés confus ou incomplets, à corriger des lapsus ou erreurs lus ou entendus. On peut également demander au candidat d'approfondir certaines notions, à un niveau dépassant celui demandé dans la leçon. De nombreuses questions concernant les conditions opératoires des expériences réalisées, afin de vérifier si le candidat les a bien maîtrisées.

La leçon

L'introduction de la leçon ne doit pas consister en la simple lecture d'un plan écrit au tableau. Le candidat doit y annoncer 1es objectifs pédagogiques qu'il souhaite atteindre durant son exposé, il doit également montrer comment celui-ci s'insère de façon cohérente dans la progression du programme, en précisant les notions déjà acquises par l'auditoire.

L'impact de la chimie dans les domaines de la vie quotidienne ou économique est considérable.

Certaines leçons prévoient, en particulier, la prise en compte de son intérêt industriel. Beaucoup de candidats éprouvent de grandes difficultés à inclure cet aspect dans la progression logique de leur leçon. Il en résulte trop souvent un dernier chapitre sur les applications hâtivement exposé et plaqué sans souci de cohérence avec le reste de l'exposé. Une réflexion à ce sujet est donc demandée aux futurs candidats.

L'écriture des réactions chimiques et l'équilibrage des équations-bilan s'avèrent parfois catastrophiques en présentation, ce qui ne peut avoir qu'un effet très négatif sur la note finale. Rappelons que si un équilibrage doit être réalisé " en direct " en leçon, ceci ne suppose pas une improvisation totale, et les quatre heures de préparation doivent pouvoir facilement éviter des erreurs désastreuses.

Après ces remarques d'ordre général, voici quelques indications particulières destinées à nourrir la réflexion des futurs candidats à propos de certains titres (les numérotations sont celles du concours 99 et peuvent, à l'avenir, être modifiées) :

Leçons 3,4,5,6 (notion d'élément, équation-bilan) : on observe une confusion très fréquente entre la notation de l'élément et celle de l'atome, ainsi qu'entre le nombre de masse et la masse atomique. Le candidat doit connaître le numéro atomique Z de l'élément qu'il étudie.

Leçons 9,10,11 (propriétés du dihydrogène, du dioxygène et du fer) : ces leçons donnent l'occasion d'illustrer les notions de base de l'oxydoréduction ( oxydant, réducteur, nombre d'oxydation). Les exemples industriels ne doivent pas se limiter à l'industrie chimique minérale.

Leçons 12, 13, 15, 16 : ces leçons mettent en jeu des piles et des électrolyseurs réalisés par le candidat. Celui-ci oublie trop souvent les apports à la compréhension des phénomènes d'une étude physique simple de son montage ( mesures d'intensité et de sens d'un courant, détermination de la polarité grâce au voltmètre). Dans la leçon " exemples d'électrolyses ", le rôle du générateur n'est souvent pas mentionné. L'écriture de réaction bilan d'électrolyse tend à créer la confusion avec le fonctionnement d'une pile. Il est préférable d'écrire les échanges électroniques aux électrodes.

Leçon 18 (dissolution dans l'eau de composés ioniques) : les effets de solvant de l'eau (ionisant, dispersant, solvatant) sont souvent mal compris et donc mal décrits.

Leçon 19 (dissolution dans l'eau de composés moléculaires) : il n'est pas judicieux de commencer cette leçon par l'expérience du jet d'eau sur le chlorure d'hydrogène (ou l'ammoniac), car les phénomènes intervenant dans ce cas sont complexes. Un abord trop théorique de cette la leçon laisse, le plus souvent, une impression de confusion.

Leçon 23 (réactions radiculaires) : il ne faut pas, dans cette leçon, se limiter au cas de la photochimie. La polymérisation radiculaire des alcènes peut être utilement étudiée.

Leçon 28 (ions complexes) : la destruction d'un complexe par déplacement d'équilibre ne signifie pas nécessairement que le nouveau complexe formé soit plus stable que celui détruit.

Leçon 35 (réactions acide-base): ici encore les effets de solvant de l'eau sont souvent mal compris. On confond trop souvent acide chlorhydrique et chlorure d'hydrogène. Il ne faut pas déséquilibrer la leçon en consacrant trop de temps à l'introduction de la notion d'équilibre.

Leçon 38 (notion de tampon): le mode d'action d'un tampon n'est jamais exposé: on a trop souvent l'impression que le tampon est une sorte de " boîte noire " qui fixe le pH, sans que le candidat cherche à comprendre comment le tampon fixe le pH. Par ailleurs, le pH d'une solution tampon n'est pas toujours égal au pKa du couple acide base mis en jeu.

Leçon 39 (choix d'un indicateur coloré): le but de la leçon n'est pas de multiplier les dosages calorimétriques mais de s'attacher à choisir l'indicateur coloré qui permet d'effectuer au mieux un dosage.

Leçons 40,41 (cinétique, catalyse) : il ne faut pas confondre une suite de réactions avec un bilan oxydoréducteur, ou un mécanisme réactionnel, et, dans le même ordre d'idées, un produit intermédiaire et un intermédiaire réactionnel.

Leçon 42 ( stéréochimie) : cette leçon est destinée à donner aux élèves les bases de la représentation spatiale des molécules. La partie " conformation " est souvent trop développée au détriment de la partie " configuration ". Il faut également mieux commenter la présentation des modèles moléculaires. Trop souvent, en s'appuyant sur des exemples pris en biologie, les candidats laissent penser que la séparation de deux énantiomères peut se faire simplement à l'aide d'une réaction chimique.

Leçon 43 (représentation de Lewis des molécules) - les candidats connais-sent très mal le concept de charge formelle ainsi que les conventions qui permettent de la calculer.

Leçon 47 (acides dans les boissons) : cette leçon est l'occasion de présenter des polyacides (acides phosphorique, citrique, tartrique, etc..) et d'interpréter la différence de leurs comportements lors des, dosages. Il ne faut pas cependant en négliger les aspects qualitatifs.