CNC 2014 PSI Chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Chimie du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2014, filière PSI. Thème : Autour de l'eau : molécule, glace, synthèse de la vapeur, élimination du manganèse, et déshydratation du cyclohexanol.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Problème I, 1. De la molécule au solvant. Configurations électroniques, représentation de Lewis et géométrie VSEPR de la molécule d'eau, polarité. Propriétés de l'eau comme solvant et étapes de la dissolution d'un solide ionique.
• Problème I, 2. Étude cristallographique de l'eau solide. Glace cubique de type diamant : maille, nombre de molécules et de liaisons hydrogène. Énergie de ces liaisons déduite de la sublimation, paramètre de maille, masse volumique et comparaison avec l'eau liquide.
• Problème I, 3. Stabilité thermodynamique de l'eau. Synthèse de l'eau vapeur : variance, enthalpie, entropie et enthalpie libre standard à 298 K. Sens d'évolution et composition finale d'un mélange à 1500 K sous 1 bar.
  À revoir : Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique, Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques, Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre
• Problème I, 4. Étude cinétique de la synthèse de l'eau vapeur. Mécanisme en chaîne radicalaire avec amorçage, propagation et rupture aux parois. Approximation de l'état quasi-stationnaire, expression de la vitesse globale et existence d'un ordre.
• Problème I, 5. Élimination du manganèse dans l'eau naturelle. Oxydation de Mn2+ par le permanganate en dioxyde de manganèse à pH 7,3 : équation-bilan et caractère quasi total. Potentiels des couples, concentration résiduelle et conformité à la norme de potabilité.
  À revoir : Oxydoréduction et piles électrochimiques
• Problème II : Chimie organique, déshydratation du cyclohexanol, 1. Questions préliminaires. Montage de distillation, rôle de la pierre ponce et de l'acide sulfurique. Mécanisme de la déshydratation intramoléculaire, produit parasite et déshydratation intermoléculaire.
• Problème II, 2. Opérations de purification du produit. Décantation, lavages à l'eau et à l'hydrogénocarbonate de sodium, séchage et distillation. Réactif limitant, rendement, test de la double liaison et contrôle de la pureté.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre
• Oxydoréduction et piles électrochimiques

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