IST Syllabus L3 Programme Majeure 6a Physique Chimie

Semestre : S6

97,5h

UE Electrochimie (12h de CM et 12h de TD)

(Mutualisée avec la majeure M6b-C)

Compétences visées
Prédire la composition finale d’un mélange en solution, réaliser une précipitation fractionnée, prédire les réactions d’oxydation d’un métal en solution.

Modalités de contrôle des connaissances
Partiel, oral et examen terminal

Programme du cours

Généralités sur l’électrochimie
Notion d’électrode, interface, ½ pile, oxydation/réduction

Bases de cinétique électrochimique
Rappels de cinétique en phase homogène
Cinétique électrochimique (phase hétérogène)
Relation « courant / flux de matière »

Transport de matière à l’interface
Introduction
Flux ionique : la Migration
Implication d’un autre mode de transport : la Diffusion
Profils de diffusion
Synoptiques de transfert de masse

Courbes intensité/Potentiel (I/E)
Introduction
Effet du potentiel sur les concentrations
Principe de processus électrochimique
Etude de systèmes simples : O er R solubles
Etude de systèmes particuliers

Equations de Butler-Volmer
Transfert électronique à l’interface

Dosages par des méthodes électrochimiques
Evolution des courbes I/E au cours d’une réaction rédox
Evolution des courbes I/E en complexométrie

Techniques analytiques
Electrode à disque tournant (EDT)
Polarographie

Appareillages en électrochimie
Potentiostat/Galvanostat
Electrodes indicatrices
Electrodes de référence

 

UE Chimie organique générale 4 (18h de CM et 16,5h de TD)

(Mutualisée avec la majeure M6a-C)

Prérequis pédagogiques
Enseignement de chimie organique dispensé en L2 de chimie comportant :
Espèces réactives : maîtrise des espèces (carbocation, carbanion, nucléophiles, électrophiles)
Structures moléculaires : polarisation des liaisons, hybridation des atomes et du carbone en particulier, aromaticité, conjugaison
Propriétés physico-chimiques : acidité, basicité, moment dipolaire
Stéréochimie : énantiomérie, diastéréoisomérie, chiralité

Compétences visées
A l’issue de cet enseignement, l’étudiant sera capable de :
Relier la réactivité des aldéhydes/cétones à celle des imines/énamines
Relier la réactivité des fonctions trivalentes entre elles : passer d’une fonction à l’autre
Maîtriser les degrés d’oxydation du carbone
Imaginer un mécanisme simple sur les fonctions décrites
Appliquer les réactivités à tous les composés chimiques
Prédire le produit de cycloaddition entre un diène et un diénophile donnés
Expliquer la réactivité de deux partenaires d’une cycloaddition en s’appuyant sur les orbitales frontières

Programme du cours
Les cours du semestre passe en revue les propriétés les synthèses et réactivités des fonctions suivantes : 

Les diènes
Focus sur la réaction de Diels-Alder (diène 1, 3, diénophile, régio sélectivité, stéréospécificité, interactions orbitales, catalyse)

Les réactions péricycliques
Transpositions de Cope (+ variantes) et Claisen, état de transition, stéréospécificité

Les alcynes
Addition d'électrophiles, hydro-métallations (bore, aluminium), carbocupration, couplages catalysés au cuivre (Cadiot-Chodkiewicz), réactivités des acétylénures

Les dérivés aromatiques
Substitution électrophiles (alkylations, acylations, halogénations...), réactivité en position benzylique, substitutions nucléophiles

Fonctions divalentes (aldéhydes, cétones, imines)
Addition de nucléophiles oxygénés (hydratation, acétalisation, oxydation de Bayer-Villiger), nucléophiles soufrés (dithianes, thioacétals), nucléotides azotés (imines, énamines, hydrazones, oximines) additions de nucléophiles carbonés (organomagnésium, ... additions 1,2 / 1,4)

Réactivité en alpha
Énols/énolates, aldolisations, halogénation, alkylations, ...), réactions de réductions et d'oxydations

Fonctions trivalentes (acides, ester, amides, anhydre, nitriles)
Mécanismes d'additions et activations, additions : transestérifications, hydrolyses, amidation, hydratation des alcynes, réactions de réductions

UE TP Chimie organique (21h de TP)

Programme des TP
Synthèse de l’isobornéol, précurseur du camphre
Synthèse et caractérisation du produit d’addition du bromure d’éthylmagnésium sur la chalcone
Synthèse d’un anesthésique local : la lidocaïne

UE TP Physique chimie (28h de TP)

Programme des TP
Voltampérommétrie sur électrode tournante, Cellule de Hittorf  
Etude de piles, diagramme potentiel-PH
Etude cinétique de la réaction de solvolyse du chlorure de tertiobutyle