Mines-Ponts 2024 PSI Chimie : sujet en PDF

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

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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 uraninite de structure fluorine : maille, paramètre, coordinences, compacité et masse volumique.
• Obtention du trioxyde d'uranium. Titrage des ions uranyle : attribution des domaines du diagramme potentiel-pH de l'uranium, pente d'une frontière par la loi de Nernst, pH de frontières à partir des produits de solubilité, lecture croisée avec le diagramme du chrome, réaction de titrage par le permanganate et sa constante, puis calcination du diuranate d'ammonium.
  À revoir : Diagrammes potentiel-pH, Oxydoréduction et piles électrochimiques, Réactions de dissolution et de précipitation
• Réduction du trioxyde d'uranium par l'ammoniac. Enthalpie et entropie standard de réaction, influence de la température sur la constante d'équilibre, enthalpie libre standard dans l'approximation d'Ellingham et constante à 900 K.
  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
• Réduction du trioxyde d'uranium par le carbone solide. Exploitation de courbes d'analyse thermogravimétrique pour comparer un mélange de poudres broyé et non broyé et interpréter l'effet du broyage sur la carboréduction.
• Obtention du tétrafluorure d'uranium. Hydrofluoration de UO2 par voie sèche : constante d'équilibre déduite du rapport des pressions partielles mesuré dans le gaz sortant.
  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
• 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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