Mines-Ponts 2020 PSI Chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Chimie du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2020, filière PSI, en 1 heure 30 minutes. Thème : Le gadolinium : complexation, cristallographie, métallurgie et électrodéposition.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• A) L'ion Gd3+. Configuration électronique du gadolinium et stabilité de Gd3+, diagramme de prédominance du chrome azurol S, puis dosage spectrophotométrique de Gd3+ par complexation : couleur du complexe, méthode des rapports molaires pour la stœchiométrie et détermination de la constante de formation en fonction du pH.
  À revoir : Réactions acide-base, Système physico-chimique et état final d'une transformation chimique
• B) Le gadolinium métal : cristallographie et métallurgie. Phase cubique centrée (coordinence, masse volumique, rayon atomique), diagramme binaire solide-liquide Cu-Gd avec composés définis et courbe d'analyse thermique, estimation de l'enthalpie de fusion par la pente du liquidus, puis élaboration du métal : formation du chlorure mixte et réduction de GdCl3 par le calcium à 1350 °C avec calcul de l'enthalpie libre standard.
  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
• C) Électrodéposition cathodique d'hydroxyde de gadolinium. pH de précipitation de Gd(OH)3 à partir du produit de solubilité, réactions à la cathode, schéma d'une cellule à trois électrodes, compétition avec le dépôt de métal et calcul de l'efficacité faradique à partir de la masse déposée.
  À revoir : Réactions de dissolution et de précipitation, Oxydoréduction et piles électrochimiques

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Réactions acide-base
• Système physico-chimique et état final d'une transformation chimique
• Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• Réactions de dissolution et de précipitation
• Oxydoréduction et piles électrochimiques

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