Programme des cours 2020-2021
ASCA2030-1  
Sciences fondamentales XII, Chimie Analytique
Durée :
84h Th
Nombre de crédits :
Bachelier en sciences agronomiques5
Nom du professeur :
Pierre-Yves Berken
Langue(s) de l'unité d'enseignement :
Langue française
Organisation et évaluation :
Enseignement au deuxième quadrimestre
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement :
- Solutions aqueuses: l'eau comme solvant, expressions de la composition des solutions, électrolytes, solutions idéales et réelles, relations entre activités et concentrations. Les 4 grands types d'équilibres en solutions aqueuses, constantes d'équilibre; réseaux d'équilibres, exemples.
 
- Equilibres acido-basiques: calcul des concentrations à l'équilibre par la méthode systématique; fonctions de distribution; approximation de la réaction prépondérante. Courbes de titrage de solutions avec plusieurs points équivalents (polyacides, polybases, mélanges d'acides ou de bases). Exemples d'applications.
- Equilibres de complexation : notions sur la chimie des complexes. Constantes thermodynamiques et conditionnelles: discussion qualitative et quantitative de l'influence du pH sur la dissociation des complexes, exemples. Titrages complexométriques par l'EDTA: calculs, théorie des indicateurs métallochromiques, exemples d'applications des diverses méthodes de titrage (direct, en retour, par déplacement). Applications de la formation des complexes en analyse minérale qualitative et quantitative (éléments de spectrophotométrie d'absorption moléculaire UV-visible).
- Equilibres de précipitation : rappels: définitions (produit de solubilité,solubilité), déplacement de l'équilibre de solubilité. Influence du pH sur la solubilité des hydroxydes (non-amphotères, amphotères) et des sels. Précipitation fractionnée des ions en fonction du pH. Equilibres simultanés de précipitation et de complexation; exemples de dissolution des précipités d'halogénures d'argent par formation de complexes amminés. Séparations d'ions par précipitation/complexation. Exemples de dosages volumétriques par réactions de précipitation (méthode de Mohr, Volhard, Fajans); dosages gravimétriques (principes, conditions opératoires).
- Equilibres d'oxydo-réduction : rappels: généralités sur l'oxydo-réduction (définitions, couples rédox, nombres d'oxydation, équilibrage des rédox). Réactions rédox et cellules électrochimiques: potentiels d'électrodes, loi de Nernst. Sens spontané de l'évolution (règle gamma) et caractère quantitatif d'une réaction rédox. Domaines de prédominance des formes oxydée et réduite d'un couple. Diagrammes potentiel/pH, potentiels standards conditionnels (apparents) de divers couples: discussion qualitative et quantitative, exemples. Equilibres rédox et complexation. Titrages rédox: principes, calculs des courbes de titrage, indicateurs colorés, applications (dosage des ions ferreux par cérimétrie, manganimétrie, chromimétrie; dosages iodométriques.
- Equilibres entre 2 phases liquides. Application à l'extraction par solvant.
 
TRAVAUX PRATIQUES (Séances d'exercices et de laboratoires)
Les travaux pratiques sont organisés sous forme de laboratoires et de séances d'exercices. Les manipulations de chimie analytiques sont basées sur les phénomènes de neutralisation acido-basique, rédox, de précipitation et de complexation. Les échantillons analysés proviennent généralement du commerce (boissons gazeuses, lait, eau de source ou de distribution, détergents, eau de javel, ...).
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement :
- Communiquer et argumenter les résultats de laboratoires, y compris à l'aide de tableaux (support papier et informatique)
- Maîtriser les concepts des équilibres en solution aqueuse et les principales méthodes d'analyse chimique en vue d'applications aux sciences agronomiques
Savoirs et compétences prérequis :
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Cours ex cathedra;
exercices;
activités de laboratoire
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride) :
Présentiel
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
Notes de cours disponibles en ligne
Chimie analytique, Skoog, West, Holler (DeBoeck)
Modalités d'évaluation et critères :
Conformément à la circulaire de rentrée académique 2020-2021, un code couleur a été établi pour l'enseignement supérieur dans le cadre de la lutte contre le coronavirus. Les engagements pédagogiques ont été rédigés sur base du code « jaune ».
L'évaluation porte sur trois parties : théorie, exercices et laboratoires.
Les critères de réussites ci-dessous sont évalués dans l'ordre donné en vue de l'attribution de la note globale de l'unité d'enseignement. Si un critère n'est pas rencontré, la note de l'UE sera celle correspondant au critère de réussite rencontré qui le précède. Si aucun critère n'est rencontré, la note de 0 sera attribuée.
Modalités par défaut : évaluations en présentiel

Critères de réussite :
1) 40 % des points de la partie laboratoires

Si rencontré => note globale de 3/20
2) 40 % des points de la partie exercices
Si rencontré => note globale de 6/20
3) 40 % des points de la partie théorie
Si rencontré => note globale de 8/20
4) 50 % des points lors de l'application de la moyenne pondérée suivante : 40 % pour la partie théorie, 35 % pour la partie exercices et 25 % pour la partie laboratoires.
Si rencontré => unité d'enseignement validée et notée avec la moyenne pondérée.
Modalités éventuelles d'évaluation à distance :
Critères de réussite :
1) 40 % des points de la partie laboratoires

Si rencontré => note globale de 3/20
2) 40 % des points de la partie exercices (écrit sur Moodle)
Si rencontré => note globale de 6/20
3) 40 % des points de la partie théorie (oral sur Teams)
Si rencontré => note globale de 8/20
4) 50 % des points lors de l'application de la moyenne pondérée suivante : 40 % pour la partie théorie, 35 % pour la partie exercices et 25 % pour la partie laboratoires.
Si rencontré => unité d'enseignement validée et notée avec la moyenne pondérée.
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Contacts :
pierre-yves.berken@hech.be
Notes en ligne :
Brochure SI 9e ed (2020)
Brochure sur le SI éditée par le BIPM.
ChAn exercices 1
Acide-base
ChAn exercices 2
Exercices sur les précipitations
ChAn exercices 2 solutions
Solutions
ChAn exercices 3
Exercices sur les complexations
ChAn exercices 4
Exercices sur les rédox
ChAn Introduction
Intro
ChAn labo séance 1
Titrage d'une solution connue de HCl (entraînement) + titrage d'un vinaigre
ChAn labo séance 2
acidité du vin
ChAn labo séance 3
titrage du coca
ChAn labo séance 4
Dureté de l'eau + gravimétrie. Deux fichiers
ChAn labo séance 5
Iodométrie de l'eau de javel
ChAn labo séance 6
Dosage de la vitamine C (acide ascorbique).

Fichier 1 : protocole exemple (4 pages en anglais)

Fichier 2 : guide pour établir un nouveau protocole
ChAn les outils de base de la chimie analytique
Unités, opérations de base, matériel, ...
ChAn partie 1
Les solutions aqueuses : électrolytes, équilibres chimiques, produit de solubilité, effet d'électrolyte
ChAn partie 2
Applications et considérations pratiques sur les équilibres acide-base
ChAn partie 3
Méthode systématique et fonctions de distribution
ChAn partie 4
Titrages par l'EDTA
ChAn partie 5
Les équilibres d'oxydo-réduction
ChAn partie 6
Notions de précipitation et de gravimétrie
Diagnostique maths
Brève vérification des bases mathématiques.
Incertitude verrerie
Les incertitudes (deltas) de la verrerie de précision courante. Prenez ces valeurs pour les calculs d'incertitude des laboratoires.