CNC 2016 PSI Chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Chimie du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2016, filière PSI, en 3 heures. Thème : Hydrométallurgie du zinc ; synthèse de l'acétate de linalyle.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• 1er problème, partie 1 : l'élément zinc et ses ions. Configuration électronique du zinc et de son cation, position dans le tableau périodique, notion d'élément de transition. Degrés d'oxydation du zinc dans plusieurs espèces.
• 1er problème, partie 2.1 : grillage de la blende. Conditions thermodynamiques du grillage du sulfure de zinc : influence de la température et de la pression, constante d'équilibre à 700 °C, enthalpie standard à 1298 K. Bilan de matière pour une tonne d'oxyde de zinc.
  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
• 1er problème, partie 2.2 : lixiviation acide et élimination des ions fer (III). Dissolution de la calcine par l'acide sulfurique. Calcul du pH de début de précipitation de l'hydroxyde de zinc et choix de la fenêtre de pH qui ne fait précipiter que l'hydroxyde de fer (III).
  À revoir : Réactions de dissolution et de précipitation
• 1er problème, partie 2.3 : cémentation. Réduction des ions cuivre (II) par la poudre de zinc : équation, caractère favorable de la réaction et technique de séparation avant l'électrolyse.
  À revoir : Oxydoréduction et piles électrochimiques
• 1er problème, partie 2.4 : électrolyse. Montage, polarité et réactions aux électrodes, transformation forcée, rôle de la surtension du couple H+/H2 sur l'aluminium. Lecture des courbes intensité-potentiel, palier de diffusion, tension à appliquer et masse de zinc déposée en 24 heures.
  À revoir : Oxydoréduction et piles électrochimiques
• 1er problème, partie 3 : utilisation du zinc, protection par anode sacrificielle. Corrosion de l'acier d'une coque de bateau et protection par le zinc : justification par les potentiels, pile formée. Masse de zinc nécessaire pour une année à partir de la densité de courant.
  À revoir : Oxydoréduction et piles électrochimiques
• 2ème problème, partie 1 : les molécules de linalol et d'acétate de linalyle. Formules brutes et semi-développées, justification du nom systématique, stéréo-isomérie Z/E, représentation de Cram des énantiomères et configuration absolue. Nature du mélange de stéréo-isomères obtenu à partir du racémique.
• 2ème problème, partie 2 : synthèse de l'acétate de linalyle. Estérification du linalol par l'anhydride acétique en présence d'acide sulfurique : montage à reflux et rôle de chaque élément, verrerie, type de réaction et rôle du catalyseur.
• 2ème problème, parties 3 et 4 : extraction et calcul du rendement, critère de pureté. Séparation des phases à l'ampoule à décanter, quantité maximale d'ester et rendement. Intérêt de l'anhydride par rapport à l'acide acétique et méthode de contrôle du produit.

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
• Réactions de dissolution et de précipitation
• Oxydoréduction et piles électrochimiques

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