Prepa HelpMines-Ponts 2022 PC Chimie : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Chimie du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2022, filière PC, en 4 heures. Thème : Le graphène.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- 1. Structures cristallographiques du carbone. Structure du graphite en plans de graphène empilés et décalés, puis description du réseau bidimensionnel en nid d'abeilles du graphène par sa cellule unitaire.
- 2. Production du graphène par CVD. Dépôt chimique en phase vapeur à partir du méthane : choix de la température par la thermodynamique, nucléation et croissance des grains, mécanismes de croissance sur le cuivre et le nickel à l'aide des diagrammes de phase C-Ni et C-Cu.
- 3. Quelques exemples d'applications du graphène. Insertion du lithium dans le graphite d'une batterie lithium-ion, capacité et énergie stockée dans un véhicule électrique, puis renfort mécanique d'un polymère par des nanofeuillets de graphène.
- 4. Exfoliation du graphite par réaction de Diels-Alder. Contrôle orbitalaire de la réaction de Diels-Alder, équilibre céto-énolique de l'anthrone et réactivité du 9-hydroxyanthracène, synthèse d'une pentacénone.
- 5. Post-fonctionnalisation des adduits de graphène. Greffage d'un complexe de ruthénium à ligands bipyridine sur le graphène fonctionnalisé, nombres d'oxydation et précipitation du complexe.
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
- Changements de phase de corps purs et mélanges binaires
- Oxydoréduction et piles électrochimiques
- Thermodynamique de l'oxydoréduction : enthalpie libre, potentiels et pile
Chaque chapitre a son cours, ses méthodes, ses pièges et des exercices corrigés. L'essai gratuit donne accès aux chapitres offerts de ta filière.