CHIMIE - Ge
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CEC ÉMILIE-GOURD CHIMIE PROGRAMMES ET EVALUATIONS 2018
Transcript of CHIMIE - Ge
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CEC ÉMILIE-GOURD
CHIMIE
PROGRAMMES ET EVALUATIONS
2018
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Préambule
Ce document élaboré par le groupe de chimie a permis d’une part de rassembler
plusieurs documents éparses élaborés au fil des années, et d’autre part de se
pencher sur notre pratique professionnelle afin de poser sur le papier le travail
effectué en chimie en mettant un accent particulier sur l’évaluation.
Mais ce n’est pas tout, le document présentera aussi le contenu de l’ensemble des
enseignements promulgués et les moyens de les concrétiser par la pratique
expérimentale.
Ce document pourra servir aussi bien au groupe de chimie comme une référence
institutionnelle qu’aux remplaçants comme une aide précieuse et pratique.
Organisation
La chimie est enseignée dans tous les degrés de la voie gymnasiale, ce qui
implique une planification et un travail organisationnel important au niveau
expérimental afin que puissent se dérouler en parallèle une multitude d’activités
avec les élèves ou de démonstration.
1CHDF 2CHDF 2CHOS 3CHOS 4CHOS 3CHOC
4CHOC
Périodes
enseignées 2 2 2 3 3 2
Evaluations Certification
DF
Certification
DF
Certification
OS
Certification
OC
Depuis toujours le groupe de chimie a travaillé de manière très collégiale pour
l’élaboration de ses cours, expériences et évaluations grâce à sa bonne ambiance
et la disponibilité de son assistant technique secondé par notre responsable de
laboratoire. Pour les laboratoires dits difficiles en DF et pour l’ensemble de ceux
réalisés en OS, l’enseignant(e) est accompagné(e) par un(e) assistant(e) de
laboratoire, dont la collaboration est devenue indispensable par toutes les
nouvelles mesures de sécurité obligatoires et l’augmentation sensible des
effectifs. La pratique expérimentale lors des cours-labos s’effectue en
effectifs réduits (maximum 16 OU 14 élèves selon la salle).
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Evaluations
Le groupe de chimie pratique sur la forme en principe le même type d’évaluations
(sujets, nombre, etc.). Elles porteront très concrètement sur la correction des
rapports d’expériences rendus, des récitations « surprises », des travaux de
contrôle, des épreuves annoncées, des épreuves regroupées orales ou écrites.
Comme chaque degré et chaque option a ses spécificités, il est plus aisé de
montrer la situation sous la forme des tableaux synthétiques ci-après :
1DF
Par semestre : au moins 2 travaux de contrôle (TdC), 1 épreuve regroupée écrite
(ER) de 95 minutes en décembre et juin. Diverses expériences pourront être
évaluées selon les opportunités.
Pour le 1er semestre, la note de l’ER compte pour 1/3 (33%) de la moyenne
semestrielle ; pour le 2nd semestre, la note de l’ER compte pour 2/5 (40%) de la
moyenne semestrielle. Quant aux Tdc et rapports de laboratoire leurs
pondérations semestrielles respectives dépendront des circonstances.
2DF
Par semestre : au moins 2 TdC de 45’, 1 ER écrite de 95’ en décembre et juin.
Diverses expériences pourront être évaluées selon les opportunités.
L’ER compte 40% de la note semestrielle. 2OS
1er semestre : au moins 2 TdC de 45-60’, 1 ER écrite de 95’ en décembre. Diverses
expériences pourront être évaluées selon les opportunités.
L’ER compte 40% de la note semestrielle.
2ème semestre : au moins 2 TdC de 45-60’, 1 ER écrite de 95’ lors de la session de
juin. Diverses expériences pourront être évaluées selon les opportunités.
L’ER compte pour 40% de la moyenne du 2nd semestre.
3OC
2ème semestre : au moins 1 TdC de 45’, diverses expériences pourront être
évaluées selon les opportunités.1 ER écrite de 95’ lors de la session de juin. L’ER
compte pour 50% de la moyenne semestrielle, quant aux Tdc et rapports de
laboratoire leurs pondérations semestrielles respectives dépendront des
circonstances.
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3OS
1er semestre : au moins 2 TdC de 45-95’, diverses expériences pourront être
évaluées selon les opportunités. 1 ER écrite de 145’ lors de la session de décembre.
L’ER compte pour 2/5 (40%) de la moyenne semestrielle, quant aux Tdc et rapports
de laboratoire leurs pondérations semestrielles respectives dépendront des
circonstances.
2ème semestre : au moins 2 TdC de 45-95’, diverses expériences pourront être
évaluées selon les opportunités. 1 ER orale (15’) lors de la session de juin. L’oral
compte pour 2/5 (40%) de la moyenne semestrielle, quant aux Tdc et rapports de
laboratoire leurs pondérations semestrielles respectives dépendront des
circonstances.
4OS
1er semestre : 2 TdC de 45-95’, 1 ER écrite de 160’ en décembre. Diverses
expériences pourront être évaluées selon les opportunités.
L’ER compte pour 50% de la moyenne semestrielle.
2ème semestre : Pas d’épreuve regroupée, quant aux Tdc et rapports de
laboratoire leurs pondérations semestrielles respectives dépendront des
circonstances.
4OC
1er semestre : une ER de 95’ qui compte pour 50%, quant aux Tdc et rapports de
laboratoire leurs pondérations semestrielles respectives dépendront des
circonstances.
Programmes
L’ensemble des programmes de chimie DF et OS est présenté par degrés et sous
forme de tableaux ci-après :
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Discipline fondamentale CHIMIE 1M 1CHDF
Thèmes Vocabulaire et concepts Savoir-faire Expériences maître,
supports
Expériences élèves,
recherches
Mélanges et
corps purs
Les changements d’état
Mélanges homogènes et hétérogènes
Méthodes de séparation. Filtrat, distillat,…
Corps purs simples et corps purs composés
Solutions. Soluté, solvant. Solubilité et
miscibilité.
Savoir choisir la méthode de séparation
adaptée au mélange
Décomposition en éléments
Détermination des propriétés physiques
associées à une séparation
Etablir et interpréter une courbe de
changements d’états
Points de fusion (PF) et d’ébullition (PE)
Transformations physiques et
chimiques :
Vaporisation, extraction,
décantation, distillation,
sublimation, aimantation
électrolyse de l’eau,
décomposition HgO (vidéo),
Chromatographie, centrifugation
Séparations mélange solides
Séparation mélange liquides
Modèle
atomique
Atomes, éléments
Particules (proton, neutron, électron), quarks
Ordres de grandeur (Angström, micromètre,
nanomètre, picomètre)
Masses atomiques
Isotopes
Z, A, N, MA
Structure électronique, modèle de Bohr
Ordres de grandeurs
Utilisation tableau périodique
Etablir la description d’un élément selon le
modèle atomique
Vidéo « les 2 Uraniums »
Lumière à travers un prisme
Vidéo « le voyage atomique »
Vidéo « relief de l’invisible »
Analyse à la flamme
Quizz tableau périodique (internet)
Molécules et
liaisons
chimiques
Formules brute et développée
Règle de l’octet
Electronégativité
Liaisons ionique (ou électrovalente) et
covalente
Libération des ions dans l’eau
Associations et dissociation d’ions
Déterminer formule brute de molécules
simples à partir de 2 éléments grâce aux électrons célibataires
Formules développées jusqu’à 3 éléments
Savoir construire des molécules par
association d’ions et savoir les dissocier
Différencier les molécules minérales et
organiques
Modèles moléculaires
Etat dissous (ampoule allumée)
Modèles moléculaires
Nomenclature et réactions chimiques
Notion de transformations chimiques
Combustion et formation des oxydes
Hydrolyse des oxydes métalliques et
formation des hydroxydes (bases)
Hydrolyse des oxydes de non-métal et
formation des acides
Réactions ioniques (neutralisations et
précipitations), formation des sels
Indicateurs
Nomenclature minérale
Triangle du feu (combustible, comburant
et chaleur)
Savoir formaliser et équilibrer des
réactions chimiques simples
Equations de formation des oxydes,
hydroxydes et acides
Principe de Lavoisier
Equations de neutralisations et
précipitations
Diverses réactions chimiques à
effet visuel
Combustions
Combustions et hydrolyses des
oxydes (2 parties)
Neutralisations
Précipitations
Stœchiométrie
La mole et le nombre d’Avogadro
Masse atomique et moléculaire
Masse molaire
Calcul de masses
Nombre d’atomes et de molécules
Vidéo « la mole »
Parallélépipèdes (5.2)
Mole « Schtroumfs »
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Discipline fondamentale CHIMIE 2M 2CHDF
Thèmes Vocabulaire et concepts Savoir-faire Expériences maître,
supports
Expériences élèves,
recherches
Révision
1ère
année
Réactions ioniques (neutralisations et
précipitations
Rappel de nomenclature
La mole
Savoir reconnaître les différents composés
minéraux et les nommer à l’aide du
résumé de nomenclature.
La polarité
Liaisons et molécules polaires
Covalence polarisée et géométrie des
composés
Ponts hydrogène, hydrophile, hydrophobe
Dissolutions (expliquer phénomène)
Formation des ions libres
Formules développées
Démo deux colorants Propriétés des corps covalents
Modèles moléculaires
Evolution des
réactions et
Thermochimie
Notion d’équilibre
Réactions endo et exoénergétiques
Déplacement d’équilibres (principe de Le
Chatelier)
Equilibres dynamiques
Prévoir les déplacements d’équilibre en
fonction des conditions d’expérience
(concentrations, pressions, températures)
Variations d’énergie et de température des
réactions
Quelques réactions endo et exo. Equilibre d’un complexe de cuivre
Chimie
quantitative
Stœchiométrie
Concentrations
Dilutions
Titrages volumétriques acide-base
Calculs de masses associées à des
équations
Calcul de concentration molaire et
massique
Calcul de dilutions
Déterminer les virages acido-basiques
Décomposition carbonate
Dilutions et titrages (SN 11)
Dosage vinaigre et coca-cola
pH Notion de pH
Indicateurs colorés
Calculs de pH (acides forts et bases fortes) Choux rouge
Réactions
d’oxydo-
réduction et
piles
galvaniques
Oxydation / réduction
Réactions spontanées
Couples ox-red
Pile de Daniell
Reconnaître et équilibrer des REDOX
Prévoir la spontanéité des réactions à
l’aide des potentiels standards de réduction
Principe de la pile
Titrage volumétrique redox
Démonstrations diverses
Exp. 10.5 (plaquage et alliage)
piles
Gravure sur cuivre (10.1)
Lequel oxyde ? (10.3)
Corrosion du fer (rouille)
Pile électrochimique (10.4)
Dosage Vit C
Chimie
organique
Cycle du carbone (photosynthèse,
fermentation et respiration)
Formes du carbone pur
Pétroles, charbons
Transformations carbone minéral-
organique et réciproquement
Reconnaître une matière organique d’une
matière minérale
Film pétrole (c’est pas sorcier)
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Option spécifique CHIMIE 2M 2CHOS
Thèmes* Vocabulaire et concepts Savoir-faire Expériences maître,
supports
Expériences élèves,
recherches
Révision
1ère
année
Réactions ioniques (neutralisations et
précipitations)
Rappel de nomenclature
La mole
Volume molaire
Savoir reconnaître les différents composés
minéraux et les nommer.
Volume molaire
Précipitations
Décomposition carbonates
La polarité
Liaisons et molécules polaires
Covalence polarisé
Charges partielles
Dissolutions
Géométrie et modèles
Lien avec la biologie (membranes
cellulaires)
Démo deux colorants
Savons, micelles, détergents
Modèles moléculaires (VSPER)
Propriétés des corps covalents
Chimie
quantitative
Stœchiométrie
Gaz parfaits
conditions normales, volume, pression,
température
Concentrations
Dilutions
Titrages volumétriques
Calculs de masses associées à des
équations
Facteur limitant et rendement
PV = nRT
calculer des volumes gazeux dans diverses
conditions
Calculs de concentrations molaire et
massique
Calcul de dilutions
Déterminer les virages acido-basiques
Exercices divers Dilutions et titrages
Dosage vinaigre et coca-cola
Titrage avec solutions de
concentration inconnue
Réactions
d’oxydo-
réduction et
piles
galvaniques
Oxydation / réduction
Réactions spontanées
Corrosion
Couples ox-red
Pile Daniell
Electrolyse
Reconnaître et équilibrer des REDOX
Prévoir la spontanéité des réactions à
l’aide des potentiels standards de
réduction
Principe de la pile
Loi de Faraday
Démonstrations diverses
piles
Gravure sur cuivre
Lequel oxyde ?
Pile électrochimique
Electrolyse
Dosage Vit C
Thermochimie calorimétrie
énergie / chaleur
enthalpie
loi de Hess
calculs énergie associés aux réactions
réactions exo/endo thermiques
enthalpie de réactions / formation
application loi de Hess aux calculs
d’enthalpies de formation
Démo endo-exo
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Option spécifique CHIMIE 3M 3CHOS
Thèmes*
Vocabulaire et concepts Savoir-faire Expériences maître,
supports
Expériences élèves, recherches
Révision 2ème
année et
thermodynamique
Stoechiométrie
Concentration molaire et massique
Thermochimie
Enthalpie
Entropie et énergie libre de Gibbs
Calculs de masses et concentrations Colorimétrie
Chaleur de neutralisation et dissociation
Loi de Hess
Equilibres
notions de réversibillité et d’équilibre
expression mathématique
constante d’équilibre
principe de Le Châtelier
déplacement d’équilibre
équilibres acides - bases
calculer des constantes
interpréter les valeurs des constantes
calculer des concentrations à l’équilibre
prévoir les déplacements en fonction des
conditions d’expérience (concentrations, pressions, températures)
Détermination d’une constante Kc
Déplacement d’équilibres d’un
complexe de cuivre (concentration et température)
pH
couples acide/base
constantes acide/ base
acide - base fort/faible
pH de solutions
polyacides / polybases
courbes de titrages
milieux tampon
poser les équations de protonation
mettre en relation Kab et force de l’acide
propriétés acide/base des ions
calculer pH acide / base fort
calculer pH acide / base faible
calculer pH poly acide/base
interpréter courbe de pH-métrie
Titrages acide/base (fort-fort et fort-
faible)
Solutions tampon
PS
solubilité
solutions saturées
produit de solubilité Ks
prévoir si un composé est soluble
calculer la solubilité de corps
influence du milieu sur la solubilité
(température, pression, pH, ion communs)
Précipitation AgNO3 par KSCN
Chimie organique Cycle du carbone (photosynthèse,
respiration et fermentation)
Hydrocarbures
Fonctions organiques (c.f. CRC)
Représentations de Lewis
Isomères de constitution
modèle des orbitales (carbone)
niveaux énergétiques
activation et hybridations des orbitales
Liaisons pi () et sigma ()
Saturations et instaurations
géométrie des composés
structure électronique spdf
modèle des orbitales
savoir dessiner les molécules en plusieurs
représentations
nomenclature des hydrocarbures
distinguer isomères
modélisation des composés à
l’ordinateur (divers sites)
Modèle des orbitales et visualisation
composés organiques en 3D (Rasmol)
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Option spécifique CHIMIE 4M 4CHOS
Thèmes* Vocabulaire et concepts Savoir-faire Expériences maître,
supports
Expériences élèves,
recherches
Chimie
organique
Nomenclature des fonctions organiques
Réactions organiques
mésomérie (résonance)
Stéréochimie (isomères de constitution et de
configuration)
Chiralité (énantiomères et diastéréoisomères)
polymères artificiels / naturels
Réactions d’oxydation
Reconnaître les carbones asymétriques
Réactions d’addition et élimination sur les
alcènes
Substitutions électrophiles aromatiques, effet
des substituants
Estérification, saponification
Substitutions nucléophiles SN1 et SN2
Représentations de Newman et Fischer
Utilisation des modèles à
disposition
Extraction de l’Eugénol
Identifications fonctions
organiques (alcools, aldéhydes,
cétones, acides carboxyliques)
Esters et arômes
Synthèse du savon
Chimie
nucléaire
types de radioactivité
décroissance radioactive
Période et activité
interaction avec la matière
Réacteur nucléaire
Effets biologiques
réactions nucléaires spontanées et provoquées
lecture tableau d’isotopes
calculs de périodes et d’activités
datations
filière de l’uranium
chambre à brouillard
divers minerais
kit « nucléaire »
Comptages de différentes
sources (nombre et fréquence)
L’OC chimie se fait en collaboration avec Claparède. Le programme est particulièrement variable et dépendant des enseignants
concernés. En 2018, le 2ème semestre de 3OC et le 1er semestre de 4OC sont donnés à Emilie-Gourd, le reste à Claparède.
Thématiques abordées actuellement :
En 3OC : chimie organique, alimentation, protéines - lipides, glucides, vitamines et minéraux, compléments alimentaires et sujets
d’actualités choisis.
En 4OC : sciences forensiques, traces biologiques - parfums, chiralité.
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Laboratoires de chimie
L’ensemble des expériences proposées est présenté sous forme de tableaux ci-
après. Il y est précisé la salle et le besoin d’assistant.
Cours de 1CHDF dans quelles
salles ? (sans
aménagement)
avec assistant
de laboratoire ?
laboratoire – activité < 14
élèves
15–16
élèves
< 14
élèves
15–16
élèves
séparation mélange solide 904 907
909
909 906 non non
centrifugation, décantation 904 907
909
909 906 non non
séparation mélange liquide
906
906 OUI OUI
décomposition, électrolyse 904 907
909
909 906 non non
voyage atomique 904 907
909
904 907
909 non non
TP ordi (tableau périodique) 904 907
909
904 907
909 non non
atomes et lumière, spectroscopie 904 907
909
909 906 non non
modèles moléculaires 904 907
909
904 907
909 non non
état dissous, conductivité 904 907
909
909 906 non non
réactions chimiques 904 907
909
909 906 non non
combustion 904 907
909
909 906 OUI OUI
nomenclature – métaux, bases 904 907
909
909 906 non non
nomenclature – non-métaux, acides 904 907
909
909 906 OUI OUI
neutralisation 904 907
909
909 906 non non
précipitation qualitative 904 907
909
909 906 non non
mole « Schtroumpf » 904 907
909
909 906 non non
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Cours de 2CHDF et 2CHOS dans quelles
salles ? (sans
aménagement)
avec assistant
de laboratoire ?
laboratoire – activité < 14
élèves
15–16
élèves
< 14
élèves
15–16
élèves
modèles polarité 904 907
909
904 907
909 non non
Propriétés des corps covalents 904 907
909
909 906 non non
polarité trois solvants 904 907
909
909 906 non non
stœchiométrie carbonates 904 907
909
909 906 non non
réactions endo-exothermiques 904 907
909
909 906 non non
équilibres CuCl2 , CoCl2 904 907
909
909 906 non non
dilution + titrage
906
906 OUI OUI
volumétrie coca-vinaigre (DF seul.)
906
906 OUI OUI
volumétrie coca (OS seul.)
906
906 OUI OUI
volumétrie vinaigre (OS seul.)
906
906 OUI OUI
indicateurs pH – choux rouge 904 907
909
909 906 non non
gravure sur cuivre 904 907
909
904 907
909 non non
alliage, « neige » Ag, lugol 904 907
909
909 906 non non
lequel oxyde ? 904 907
909
909 906 non non
dosage vitamine C 904 907
909
909 906 non non
pile électrochimique 904 907
909
909 906 non non
électrolyse (OS seul.) 904 907
909
909 906 non non
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Cours de 3CHOS dans quelles
salles ?
avec assistant
de laboratoire ?
laboratoire – activité < 14
élèves
15–16
élèves
< 14
élèves
15–16
élèves
Colorimétrie
906
906 OUI OUI
Calorimétrie chaleur dissociation
906
906 OUI OUI
Loi de Hess
906
906 OUI OUI
Déterminer Kc
906
906 OUI OUI
Equilibre du chlorure de cuivre II
906
906 OUI OUI
Solution Tampon
906
906 OUI OUI
Titrage acide base
906
906 OUI OUI
dilution + titrage
906
906 OUI OUI
solubilité
906
906 OUI OUI
hybridation
906
906 non non
Cours de 4CHOS dans quelles
salles ?
avec assistant
de laboratoire ?
laboratoire – activité < 14
élèves
15–16
élèves
< 14
élèves
15–16
élèves
Eugénol
906
906 OUI OUI
Analyses fonctionnelles
906
906 OUI OUI
Synthèse savon
906
906 OUI OUI
Synthèse parfums
906
906 OUI OUI
Nucléaire 1
906
906 non non
Nucléaire 2
906
906 non non
Nucléaire 3
906
906 non non
13
Cours d’OC dans quelles
salles ?
avec assistant
de laboratoire ?
laboratoire – activité < 14
élèves
15–16
élèves
< 14
élèves
15–16
élèves
3OC lait
906
906 OUI OUI
3OC nutella
909
909 OUI OUI
4OC Eugénol
906
906 OUI OUI
4OC Hydrodistillation
906
906 OUI OUI
4OC parfums
906
906 non non
4OC divers
906
906 OUI non
Conclusion
La totalité des informations contenues dans le document est en perpétuelle
évolution et ne représente donc que la situation actuelle du fonctionnement du
groupe de chimie au moment où ces lignes ont été écrites.
Informations complémentaires :
Les élèves utilisent en classe leur CRM (tableau périodique, différentes
tables de propriétés physico-chimiques) ;
Pour les épreuves regroupées, aucun formulaire CRM personnel n’est
autorisé pour les DF. Les DF reçoivent un tableau périodique et
différentes tables de propriétés physico-chimiques idoines. Quant aux
OS, un formulaire CRM personnel et non annoté est autorisé.
Une calculatrice personnelle non programmable est autorisée dans tous les
cas ;
L’épreuve regroupée est évaluée selon le barème suivant :
Note arrondie à la demie la plus proche avec les (points obtenus x 5 /
total de points) + 1 ;
