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- CHIMIE - EPREUVE MIXTE -

 
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MessagePosté le: Lun 10 Déc - 15:49 (2007)    Sujet du message: - CHIMIE - EPREUVE MIXTE - Répondre en citant

3.2 - CHIMIE - EPREUVE MIXTE - filière PC
I) PRESENTATION DE L'EPREUVE
L’épreuve mixte de chimie s’est déroulée comme les années précédentes dans une salle de travaux
pratiques de l’Université René Descartes, dans d’excellentes conditions, de sécurité notamment.
Cette épreuve associe la conduite et l’exploitation d’une série de manipulations sur un thème donné à un
bref exposé oral. La durée totale de l’épreuve est de 4 heures, incluant le tirage au sort du sujet et le rangement
de la paillasse une fois les manipulations achevées.
La partie pratique de l’épreuve porte soit sur la chimie organique, soit sur la chimie des solutions, soit
associe les deux disciplines autour d’un thème unitaire. L’exposé oral, d’une durée voisine de 15 minutes, porte
sur un sujet connexe aux manipulations proposées, mais peut aussi déborder du cadre de celui-ci. La partie
expérimentale, associant manipulation proprement dite et exploitation des résultats obtenus dans un compte
rendu rédigé, a donc une durée voisine de 3 h 30.
L’épreuve mixte, par sa conception, permet donc aux examinateurs de tester efficacement les
compétences pratiques et théoriques des candidats. Rappelons que la note finale est attribuée collégialement et
intègre la qualité de la manipulation et des résultats expérimentaux, de leur exploitation et de l’interrogation
orale. Ainsi, dans la note sur 20, l’interrogation orale est notée sur cinq points, la manipulation et son compte
rendu sur quinze points.
II) REMARQUES GENERALES
Le jury de l’épreuve mixte de chimie a noté cette année une baisse significative du niveau des candidats.
Si l’on assiste à une baisse sensible des aptitudes expérimentales des candidats, la baisse est surtout sensible
dans le tonus, la motivation et plus généralement la conviction des candidats, aptitudes indispensables pour un
ingénieur qui sera amené à défendre des projets.
III) REMARQUES SUR L’INTERROGATION
Le sujet de l’interrogation est en général donné au candidat cinq à dix minutes avant le début de
l’interrogation pour laisser le temps au candidat de réorganiser ses idées sur le sujet, en particulier autour d’un
plan ordonné. Les thèmes abordés sont ceux développés pendant les deux années de classe préparatoire, allant
de questions précises (complexes octaédriques dans la théorie du champ cristallin, diagrammes d’Ellingham, …)
à des sujets plus vastes qui demandent un esprit de synthèse (acidité en chimie organique, synthèse d’acides
carboxyliques, catalyse en chimie organique...).
Une tendance s’est quasiment généralisée cette année : la plupart des candidats sont incapables
d’organiser leurs connaissances et de présenter un plan cohérent. Trop souvent les interrogateurs ont quelques
gribouillis sur un coin de brouillon, que le candidat lui-même a du mal à relire...
En revanche, les connaissances des candidats sont le plus souvent bonnes mais cloisonnées : le lien entre
les différentes parties du programme est rarement effectué sans l’aide de l’examinateur.
De plus, l’examinateur doit trop souvent poser des questions précises pour faire parler le candidat qui ne
livre pas spontanément ses connaissances.
Parmi les points qui posent problème aux candidats, on peut citer :
· L ‘écriture des schémas de Lewis très approximatives voire complètement exotiques tant en chimie
organique qu’en chimie minérale : HNO2, HNO3, H2SO4, Cr2O7
2- pour ne citer qu’eux ne devraient pas
poser de problèmes…
· L’écriture d’une réaction rédox équilibrée.
· L’écriture des mécanismes en chimie organique : les examinateurs attendent des mécanismes complets avec
des flèches de déplacements des électrons, ce qui n’a rien à voir avec une chimie du lasso.
· La méconnaissance des ordres de grandeurs des énergies de liaisons, des pKa (notamment des groupes
fonctionnels du programme).
· La méconnaissance des conditions expérimentales (milieu acide ou basique, catalyse ou non, nature du
solvant, température…).
· La précision du vocabulaire.
IV) REMARQUES SUR LA PARTIE EXPERIMENTALE
Depuis la réforme des programmes des lycées et des classes préparatoires, on pouvait s’attendre à une
amélioration des aptitudes manipulatoires des candidats. Le constat est globalement assez affligeant, d’autant
plus que les principaux griefs avaient déjà été signalés dans les rapports précédents.
Un premier point que le jury a sanctionné est l’irrespect des consignes de sécurité indispensables dans
un laboratoire de chimie, qui a eu tendance à s’amplifier cette année. On rappelle à ce titre :
· que le port des lunettes est obligatoire dans un laboratoire de chimie et que ces lunettes ne se portent pas
coincées sur la chevelure comme des lunettes de soleil...
· que le port d’une tenue adéquate est souhaitable voire obligatoire : en particulier, que penser des jeunes gens
qui arrivent avec des petits nu-pieds ouverts à la place de chaussures couvrantes ou sans leur blouse ?
· que le port de gants est souvent indispensable en chimie organique. Dans ce cas, il faut alors éviter de se
gratter le visage avec ses gants usagés. On a même vu un candidat sucer son gant !
· que les produits chimiques ne se manipulent pas directement mais par l’intermédiaire de spatules ou de
pipettes : en particulier, beaucoup trop de candidats prélèvent des pastilles de soude à la main,
· qu’un TP n’est pas une épreuve d’acrobatie : on ne remplit pas une burette debout sur un tabouret instable,
· que la manipulation de produits irritants ou lacrymogènes doit s’effectuer sous la hotte : un liquide dangereux
doit être par exemple prélevé en volume sous la hotte et non pesé à l’extérieur de la hotte,
· que les solvants organiques et les sels de métaux lourds doivent être récupérés dans les bidons prévus à cet
effet.
Le deuxième point concerne la propreté et l’organisation des paillasses :
· comment peut -on manipuler sereinement lorsque la paillasse est complètement souillée ou encombrée de
verrerie sale ?
· si le jury est indulgent avec la maladresse due à l’état d’excitation lié à ce type d’épreuve, il est sensible à
l’attitude du candidat maladroit : par exemple, il est difficilement admissible de laisser une balance de
précision souillée, ne serait-ce que par courtoisie pour les candidats qui utiliseront ensuite la même balance,
· la verrerie en chimie organique doit être lavée à l’acétone et non simplement lavée à l’eau distillée.
Le troisième point concerne les manipulations proprement dites. Les manques de pratique,
d’automatisme et d’autonomie se sont accentués cette année. Parmi les erreurs remarquables :
· problème dans la lecture des volumes sur les pipettes : beaucoup de candidats pipettent 0,1 mL en croyant
prélever 1 mL...
· fabriquer une solution titrée reste hasardeux pour la plupart des candidats : utilisation de verrerie non jaugée,
solutions non homogénéisées, solutions complétées au trait de jauge avant de dissoudre le solide,
· manque d’utilisation systématique de l’agitation magnétique pour les dosages ou les manipulations de chimie
organique sous prétexte que l’énoncé ne le signale pas,
· le pipetage est souvent aléatoire,
· l’utilisation des électrodes n’est pas toujours correcte : les capuchons de protection ne sont pas ôtés, on
cherche à mesurer un pH avec une électrode de platine ou d’argent,
· L’utilisation de balance au dixième de gramme pour fabriquer des solutions de titres précis…
· Arrêt des dosages après un seul saut dans la courbe de pHmétrie ou lorsque la burette est vide…
En chimie organique, le manque de pratique est encore plus sensible. La méconnaissance du poste de
chimie organique est parfois totale chez certains candidats, ce qui donne lieu à la construction de montages
exotiques, à la limite de l’insécurité.
· Le montage à reflux reste un mystère : en particulier, la température de la plaque que l’on doit imposer.
· La recristallisation et surtout sa mise en oeuvre sont souvent méconnues. (pour certains, les impuretés partent
avec la vapeur d’eau lors d’une recristallisation ...).
· Le Dean Stark et les distillations hétéroazéotropiques sont souvent ignorées ou non reconnues.
· Le séchage sur MgSO4 , quand il est connu, est souvent mal compris : à quoi sert le séchage et combien de
desséchant rajouter sont des questions que la majorité des candidats se posent.
· Les extractions ou les lavages d’une phase organique sont mal compris et souvent sources d’erreurs dans ces
phases. On rencontre des problèmes dans la reconnaissance des phases : certains candidats font une
différence entre phase éthérée et phase organique ce qui les conduit à chercher trois phases dans l’ampoule à
décanter. Un lavage d’une phase organique consiste à introduire un produit de lavage...
· Les techniques de filtration sont souvent méconnues ou mal adaptées : on filtre une phase organique séchée
sur MgSO4 sur un Büchner (qui n’est pas toujours sec). Un point de vocabulaire : on ne dit pas filtrage mais
filtration.
· L’essorage n’est pas connu par la majorité des candidats d’où des erreurs dans les rendements.
· On rappelle qu’une plaque électrique éteinte continue à chauffer par inertie thermique : ce qui justifie le
montage utilisant un support élévateur.
· Certains candidats ne s’étonnent pas de filtrer sur Buchner une solution limpide sans le moindre précipité.
· Lors de l’acidification d’une solution, peu de candidats vérifient le pH.
Enfin pour finir avec une touche d’humour, que penser du candidat qui tout affolé annonce que son
réfrigérant fuit de l’intérieur pendant sa synthèse de RMgX alors que c’est son éther qui se met à refluer…ou
encore de celui qui nous annonce que le chauffage à reflux est un chauffage modéré pour ne pas abîmer la
verrerie
V) REMARQUES SUR LE COMPTE RENDU DES MANIPULATIONS
Le compte rendu représente une bonne part de la note attribuée. Celui ci ne doit pas se limiter à la
paraphrase du texte, ni à la représentation picturale des montages expérimentaux mais doit montrer clairement
aux examinateurs que le candidat a compris le système qui lui était proposé. Complément indispensable de la
manipulation proprement dite, il se construit au fur et à mesure de l’avancement du travail, notamment pendant
les temps morts de la manipulation (chauffage, refroidissement, cristallisation, évaporation du solvant, etc.) et
non pendant les 5 dernières minutes. On s’attend à y trouver un ensemble cohérent entre l’analyse de la
manipulation et les réponses aux questions posées dans le texte, au minimum.
Pour une manipulation en chimie organique :
· le mécanisme des réactions mises en jeu,
· la caractérisation du composé : le point de fusion du composé doit être confronté à celui connu dans la
littérature , le spectre RMN ou IR interprété,
· le calcul détaillé du rendement (doit apparaître nettement le calcul qui montre quel est le réactif limitant de
la réaction).
Pour un dosage :
· les équations chimiques de titrage,
· les relations à l’équivalence,
· des conclusions,
· les calculs de constantes thermodynamiques
Parmi les points faibles des compte rendus, on peut citer (la liste est loin d’être exhaustive) :
· l’écriture des demi-équations en oxydoréduction : le couple faisant intervenir l’ion thiosulfate est
étrangement méconnu, le retrouver à l’aide de l’Usuel de chimie est souvent délicat,
· la confusion entre potentiel d’oxydoréduction et potentiel standard dans la prévision du sens des réactions,
· la mise en jeu d’amidures ou d’alcoolates en milieu aqueux,
· la détermination de pH d’équivalence de dosages acido-basiques : ainsi, le pH de l’équivalence lors d’un
dosage d’un acide fort présent dans un mélange d’acide est invariablement donné égal à 7.
Là encore, le jury n’a pu apprécier que peu de très bons comptes-rendus. Sont même en recrudescence les
compte rendus inadmissibles en une voire deux pages où n’apparaissent pas une équation bilan ou un seul
mécanisme réactionnel : leurs auteurs ont été sévèrement sanctionnés.
Enfin, pour finir quelques lignes lues dans les comptes rendus :
« La recristallisation est un moyen de purification d’un composé. On fait chauffer le composé que l’on
souhaite purifier jusqu’à la fusion du composé, on mélange ensuite le composé liquide avec de l’eau afin que
l’eau capte les impuretés puis on recristallise et on filtre... ».
« Pour avoir précisément une concentration de 0,05 mol/L, il faudrait avoir 0,005 mole de fer II dans 100
mL soit 1,9607 g de solide. Comme on ne peut peser le solide avec une telle précision , on utilisera m=2,0067 g
de solide... ».
VI) CONCLUSION
Le jury est conscient que l’épreuve mixte est une épreuve difficile qui demande une parfaite maîtrise
expérimentale et théorique, indispensable dans une science expérimentale comme la chimie. C’est donc une
épreuve qui ne s’improvise pas : en particulier, elle nécessite l’acquisition d’automatismes, qui permettent au
candidat d’aborder sereinement l’épreuve et ses difficultés. Ces aptitudes doivent être acquises sur l’ensemble
des deux ou trois années de préparation.
Certains candidats ont montré cette année encore que les difficultés inhérentes à l’épreuve mixte
pouvaient être surmontées et ont été gratifiés de la note maximale : 20.


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MessagePosté le: Lun 10 Déc - 15:49 (2007)    Sujet du message: Publicité

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