Mines-Ponts 2024 MP Chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Chimie du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2024, filière MP, en 1 heure 30. Thème : Industrie de l'extraction de l'uranium, du minerai au tétrafluorure.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Étude du dioxyde d'uranium. Masse molaire de l'uranium naturel à partir des abondances isotopiques, puis structure de l'uraninite de type fluorine : maille, paramètre, coordinences, compacité et masse volumique.
• Obtention du trioxyde d'uranium. Dosage des ions uranyle : attribution des domaines du diagramme potentiel-pH de l'uranium, pente d'une frontière par la loi de Nernst, frontières de précipitation par les produits de solubilité, lecture croisée avec le diagramme du chrome, titrage par le permanganate et sa constante d'équilibre, puis calcination du diuranate d'ammonium.
  À revoir : Diagrammes potentiel-pH, Oxydoréduction et piles électrochimiques, Réactions de dissolution et de précipitation, Thermodynamique de l'oxydoréduction : enthalpie libre, potentiels et pile
• Réduction du trioxyde en dioxyde d'uranium. Réduction par l'ammoniac : enthalpie et entropie standard de réaction, effet de la température sur la constante, enthalpie libre dans l'approximation d'Ellingham et constante à 900 K ; puis carboréduction suivie par analyse thermogravimétrique et effet du broyage des poudres.
  À revoir : Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques, Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique, Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre
• Obtention du tétrafluorure d'uranium. Hydrofluoration du dioxyde d'uranium par voie sèche : constante d'équilibre déduite du rapport des pressions partielles mesuré dans le gaz sortant à 200 °C.
  À revoir : Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Diagrammes potentiel-pH
• Oxydoréduction et piles électrochimiques
• Réactions de dissolution et de précipitation
• Thermodynamique de l'oxydoréduction : enthalpie libre, potentiels et pile
• Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre

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