CNC 2015 PSI Chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Chimie du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2015, filière PSI, en 3 heures. Thème : Le dihydrogène, un combustible d'avenir ; synthèse et réactivité d'un organomagnésien.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• 1er problème, partie 1 : atomistique. Isotopes de l'hydrogène, masse molaire et masse volumique du dihydrogène, fraction massique d'un isotope et composition du noyau de l'isotope radioactif. Échelle des nombres d'oxydation de l'hydrogène avec des exemples de composés.
• 1er problème, partie 2 : production du dihydrogène à partir de la biomasse. Enthalpie et entropie standard de la réaction du monoxyde de carbone avec la vapeur d'eau, enthalpie libre standard dans l'approximation d'Ellingham et constante d'équilibre. Influence de la température et de la pression, variance, puis rapport initial des réactifs qui maximise la fraction de produits.
  À revoir : Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique, Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre, Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• 1er problème, partie 3 : stockage du dihydrogène. Hydrure interstitiel du zirconium : maille cubique à faces centrées, sites octaédriques et tétraédriques et leurs rayons, site compatible avec l'encombrement et formule de l'hydrure. Capacité volumique d'adsorption et masse de zirconium équivalente à un réservoir d'hydrogène liquide.
• 1er problème, partie 4 : énergie libérée par la combustion du dihydrogène. Énergie de combustion d'un kilogramme de dihydrogène comparée à l'essence. Pile hydrogène-oxygène en milieu basique : schéma, polarité, demi-équations, force électromotrice par la formule de Nernst, charge débitée et consommation des gaz.
  À revoir : Oxydoréduction et piles électrochimiques, Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• 2ème problème, partie 1 : montage expérimental et stratégie de synthèse. Synthèse du bromure de butylmagnésium : équation, réactif limitant, amorçage difficile, montage annoté. Exigence d'un milieu anhydre, choix du solvant, rôle du réfrigérant et réactions parasites.
• 2ème problème, partie 2 : rendement de la synthèse. Dosage de l'organomagnésien par un excès de diiode, puis titrage en retour de ce diiode par le thiosulfate. Repérage de l'équivalence, quantité d'organomagnésien formée et rendement.
  À revoir : Oxydoréduction et piles électrochimiques
• 2ème problème, partie 3 : utilisation de l'organomagnésien. Addition de l'organomagnésien sur la propanone : réactivité, mécanisme, produit obtenu. Hydrolyse acide à froid, test de disparition de la cétone, traitement du brut et rendement de cette seconde synthèse.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

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

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