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LECONS DE CHIMIE 1996
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- La classification de Mendéléiev: 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 de l'azote. (2nde générale et technologique)
7- Les alcènes: obtention; propriétés; 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. (2n,te GT-, option techniques des sciences physiques)
10- Etude des propriétés physico-chimiques du dioxygène. (2nde GT; option techniques des sciences physiques)
11 - Etude des propriétés physico-chimiques du fer. (2nde GT; option techniques des sciences physiques)
12- Notion de 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; applications. (lere scientifique)
14- Généralisation du concept d'oxydoréduction 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'électrolyse en solution aqueuse; applications industrielles. (lere scientifique)
17- Notion de chaleur de réaction : illustration expérimentale; énergie de liaison; applications. (lere 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 radiculaires: exemples de réactions en chaîne .(Iere scientifique [options])
24- Colorants azoïques: synthèses et utilisations. (lee scientifique [options])
25- Dosages d'oxydoréduction 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- Dosages complexométriques: principe et applications. (lere scientifique [options])
29- Ions complexes: obtention, structure, réactivité. Applications. (lere scientifique [options])
30- Exemple d'un composé organique bifonctionnel: l'acide lactique.. (lere sciences médico-sociales)
31- L'acide lactique: notion de couple acide-base; propriétés acides du groupement acide carboxylique; dosage .(Iere littéraire)
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 (x-aminés. Synthèse peptidique. (Terminale sciences médico-sociales)
35- Mise en évidence de l'existence d'acides faibles et de bases faibles en solution aqueuse; notion de couple acide-base. (Terminale scientifique)
36- Force des acides et des bases en solution aqueuse; rôle du solvant; applications. (Terminale scientifique)
37- Réaction entre un acide fort et une base forte. Applications. (Terminale scientifique)
38- Réaction entre un acide faible en solution aqueuse et une base forte. Applications. (Terminale scientifique)
39- Réaction entre une base faible en solution aqueuse et un acide fort. Applications. (Terminale scientifique)
40- L'effet tampon: mise en évidence, applications. (Terminale scientifique)
41- Etude d'une cinétique de réaction (catalyse exclue). (Terminale scientifique)
42- Catalyse et catalyseurs; applications industrielles. (Terminale scientifique)
43- Stéréochimie et réactivité: conformation et configuration. (Terminale scientifique)
44- Structure de Lewis et géométrie de quelques molécules; relation avec la réactivité. (Terminale scientifique)
45- Estérification; hydrolyse et saponification des esters. (Terminale scientifique)
46- Utilisations des anhydrides d'acide et des chlorures d'acyle en synthèse organique. (Terminale scientifique)
47- Oxydation des alcools et des aldéhydes. Applications. (Terminale scientifique - spécialité)
48- Les oses: solubilité, réactivité, dosage. (Terminale scientifique - spécialité)
Rapport sur l'épreuve orale de chimie
établi par Mme GOUEDARD, MAUHOURAT,MM FRERE, LEVY, MOULIN, SARRAZIN etTINTI
Nature de l'épreuve
Elle se compose d'une leçon dont le niveau est imposé et dont le sujet s'appuie sur les programmes des classes de seconde, première et terminale. La présentation de la leçon est suivie de quelques questions.
Présentation de la leçon et des expériences qui l'illustrent
Le contenu théorique de la leçon
Le candidat est tenu de respecter le niveau imposé pour la leçon; ce niveau est fixé par le programme de la classe considérée. Comme les professeurs en poste, il a toute latitude pour choisir l'ordre dans lequel les différents éléments du programme seraient traités au cours de l'année. Par conséquent, le candidat aura intérêt à ne pas considérer le titre de la leçon de façon restrictive, comme une tranche du programme par exemple; il pourra introduire dans son exposé tous les éléments de son choix qui sont contenus dans le programme de la classe ou des classes antérieures pourvu qu'ils entrent dans le champ indiqué par le titre de la leçon: il pourra ainsi montrer qu'il a une bonne maîtrise du sujet et des contenus des programmes. Rappelons, de ce point de vue, deux exemples extraits du rapport du jury de 1995 : dans la leçon de 1ère , S " Exemples de réactions radiculaires ", pourquoi se priver de mentionner les réactions de craquage des alcanes ou de polymérisation des alcènes vues en classe de Seconde? Dans la leçon de 1 è' S " Action des solutions acides sur les métaux; place du couple H/H, dans la classification des couples rédox; applications ", il est dommage de ne pas parler du couple H+/H, comme origine du potentiel rédox des couples à la fin de la leçon.
Lors de la préparation de sa leçon, le candidat effectue des choix pédagogiques; l'objectif de l'épreuve de leçon n'est pas de rediscuter ces choix.
Même si le plan de la leçon est déjà inscrit au tableau, le candidat doit veiller à bien signaler les changements de paragraphe.
Le candidat est bien évidemment seul responsable du contenu pédagogique de sa leçon; il doit, à ce titre, éviter de reproduire fidèlement les erreurs que l'on trouve parfois dans certains manuels.
On constate des confusions fréquentes ou des imprécisions dans le vocabulaire employé; quelques exemples: élément et corps pur; corps pur et corps simple; conformation et configuration; dilution, dissociation et dissolution; espèce liquide ou dissoute; groupement et fonction; réactions radiculaires et réactions photochimiques. Ces confusions sont très pénalisantes quand les termes erronés constituent le coeur même de la leçon!
Les définitions ou les propriétés sont souvent énoncées de manière imprécise ou incomplète. Les définitions doivent être précises, concises et énoncés à l'aide d'un vocabulaire simple, ce qui n'est possible que si le candidat a compris la notion à définir, sa nouveauté et ses limitations (préciser par exemple que les énergies de liaison sont associées à des transformations en phase gazeuse).
Le substantif " applications " figure dans de nombreux intitulés de leçon. Le candidat doit saisir là une occasion de montrer l'intérêt des notions développées sur des exemples précis. Les connaissances parfois limitées de certains candidats leur permettent tout juste de mentionner ou survoler ces applications. Il ne faut pas hésiter, comme il a été dit précédemment à faire appel à des exemples que les élèves ont déjà rencontrés dans leur scolarité.
L'équilibrage des équations de réaction ressemble trop souvent à un exercice périlleux de haute voltige; de trop nombreux candidats ont recours à leurs notes et recopient parfois des équations fausses. L'utilisation des nombres d'oxydation, quand le niveau de la leçon et la nature de la réaction s'y prêtent, permet d'équilibrer facilement les équations des réactions d'oxydoréduction. La notion de nombre d'oxydation est tout à fait utilisable pour les réactions en voie sèche- cela constitue d'ailleurs un sujet de leçon!
Les schémas de Lewis représentant les espèces chimiques sont souvent incomplets (absence quasi systématique des paires électroniques non liantes ainsi que les lacunes électroniques).
Le candidat' doit effectuer une présentation dynamique et motivée de sa leçon. Pensez à l'attitude d'une classe face à un enseignant triste et à la voix à peine audible! Les candidats doivent absolument éviter de longues plages de silence au tableau, par exemple Quand ils ne parviennent plus à équilibrer une équation de réaction; il vaut mieux alors passer à la suite et " enchaîner "comme dans un spectacle.
La conclusion de la leçon est trop souvent réduite à un résumé.
Les expériences présentées lors de la leçon
La sécurité semble être, à juste titre, le soucis majeur des candidats. Il convient cependant, comme il l'est écrit dans les rapports précédents, de ne pas sombrer dans le ridicule: porter des gants pour manipuler des solutions diluées (C < 0, 1 mol.L-') d'acide ou de base "parce qu'elles sont très dangereuses" est excessif En revanche, le port de lunettes de protection et de gants est vivement conseillé quand on manipule des solutions concentrées, fortement acides ou oxydantes ou des produits irritants, corrosifs ou caustiques. Les expériences utilisant le, dihydrogène sont généralement bien conduites. L'utilisation d'une hotte aspirante donne souvent lieu à des manipulations confidentielles: le candidat doit rendre visible la conduite de son expérience tout en manipulant les produits toxiques dans des conditions suffisantes de sécurité.
Le candidat doit utiliser une verrerie adaptée à l'utilisation des solutions. Dans un dosage indirect par iodométrie, le volume de solution d'iodure de potassium en excès n'a pas à être mesuré à l'aide d'une Pipette jaugée mais à l'aide d'une éprouvette graduée. Rappelons à ce propos qu'il est fortement déconseillé de pipeter directement dans les flacons de réactif, on peut verser une quantité raisonnable de solution dans un récipient intermédiaire puis pipeter de ce récipient; on veillera alors à verser une quantité adaptée à celle que l'on doit utiliser: verser une cinquantaine de mL d'une solution pour n'en utiliser que quelques gouttes n'est une pratique ni économe ni écologique.
Ce fut une année "sans agitation"! Rappelons qu'une mise en présence des réactifs nécessite une agitation du milieu réactionnel; un candidat étudiant l'action d'un acide fort sur une base faible n'a pas agité! Un autre, réalisant un dosage d'une base faible par un acide fort, n'a jamais agité et a attendu que "le pH se stabilise et atteigne la valeur obtenue ce matin". Rappelons également qu'une mesure de pH se réalise sous une légère agitation; on constate en effet que la valeur indiquée évolue dans le temps quand la solution n'est pas agitée.
Les expériences de faible durée doivent être réalisées et exploitées devant le jury. On doit nécessairement conclure un dosage par le calcul de la concentration de la substance à doser et par une analyse du résultat (comparaison à la valeur attendue, explications plausibles en cas de désaccord manifeste).
L'expérience, à condition qu'elle soit bien conduite, doit primer sur le calcul: à 50 mL d'une solution de base faible de pH voisin de 9, un candidat a ajouté 10-5 moles de monoacide fort et a mesuré ensuite un pH voisin de 8; il était alors facile de constater que les ions oxonium introduits ne s'étaient pas accumulés dans le milieu (la solution aurait été acide) mais avaient au contraire quantitativement réagi sur la base faible; le candidat, n'utilisant finalement pas les mesures effectuées, a préféré calculer la constante de la réaction mise en jeu pour "prouver" le caractère quantitatif de cette réaction!
Les questions du jury au candidat
Elles restent proches du sujet de la leçon et de son contenu.
Questions concernant le contenu théorique de la leçon
Le jury ne cherche pas à "piéger" le candidat ; il essaie de se faire une idée plus précise de ses connaissances et de ses motivations dans ses choix pédagogiques. Par le jeu des questions, le candidat se voit offrir la possibilité de corriger certaines de ses erreurs ou omissions.
Le jury attend généralement des réponses simples et brèves pouvant cependant faire appel à des notions dépassant le niveau de la leçon; trop de candidats pensent, à tort, qu'on attend d'eux des raisonnements complexes.
Questions concernant les manipulations
Le jury souhaite savoir si le candidat a compris le principe et les objectifs des expériences qu'il a présentées.
Ainsi pour illustrer l'influence de la température sur la solubilité, il serait utile après dissolution par chauffage (cas d'une dissolution endothermique) de revenir à la température initiale pour vérifier que la substance reprécipite bien; si ce n'est pas le cas, on doit penser que l'augmentation de température a surtout accéléré la dissolution.
L'illustration de la catalyse pour la réaction de dismutation de l'eau oxygénée doit être réalisée avec des ions Fer(III) ajoutés en faible quantité; en effet, l'ajout de Fer(II) conduit, même après un temps très long, à un système contenant des ions Fer(Ill) délectables par
précipitation de l'hydroxyde correspondant; un ajout excessif de Fer(III) conduit effectivement à un intense dégagement gazeux de dioxygène que, l'on pourrait interpréter comme une simple oxydation du peroxyde d'hydrogène par le Fer(III).
Le candidat doit savoir expliquer un protocole opératoire:
* pourquoi effectue-t-on des dosages indirects?
* dans le dosage de l'eau de Javel par iodométrie, pourquoi acidifie-t-on, pourquoi utilise-t-on l'acide éthanoïque et pas l'acide chlorhydrique?
* pourquoi faut-il tamponner la solution et pourquoi à pH voisin de 9,5 dans un dosage d'ion calcium par l'EDTA en présence de N.E.T.?
Il faut connaître les électrodes utilisées pour la mesure d'un pH en particulier dans les leçons introduisant les notions d'acidité et de pH; on doit savoir ce qu'est une eau permutée et savoir interpréter sa légère acidité. Le candidat doit également connaître les espèces majoritaires présentes dans une solution ( solutions diiode-iodure) et la composition des réactifs courants (liqueur de Fehling, réactif de Nessler, de Tollens); un candidat saura peut-être nous dire ce que contient le réactif de " shift
Conclusions
Le jury recommande aux candidats de ne pas négliger l'importance de la chimie dans ce concours; c'est évident si l'on songe que la plupart des lauréats auront à l'enseigner; l'éventail très large dés notes attribuées aux épreuves de chimie (écrit et oral) montre l'importance de ces épreuves pour le classement des candidats.