| Libellé du cours : | Synthèse minérale |
|---|---|
| Département d'enseignement : | CMA / Chimie et Matière |
| Responsable d'enseignement : | Madame CATHERINE RENARD |
| Langue d'enseignement : | |
| Ects potentiels : | 0.0 |
| Grille des résultats : | Grade de A à F |
| Code et libellé (hp) : | ENSCL_CI_M6_2_3_2 - Synthèse minérale |
Equipe pédagogique
Enseignants : Madame CATHERINE RENARD / Madame MURIELLE RIVENET / Monsieur CHRISTOPHE VOLKRINGER
Intervenants extérieurs (entreprise, recherche, enseignement secondaire) : divers enseignants vacataires
Résumé
Cet enseignement présente les techniques de synthèses habituelles pour la production des matériaux inorganiques (par exemple les céramiques, verres, solides poreux, etc.) utilisés par l’industrie. Les techniques de synthèse enseignées dans ce cours seront la méthode céramique, la synthèse à haute température et haute pression, les synthèses par auto-combustion, la synthèse en milieux liquides à haute température tels que les métaux/oxydes en fusion-sels fondus-liquides ionique, la synthèse hydrothermale et la chimie douce. Chaque méthode de synthèse sera également illustrée par une utilisation à l’échelle industrielle. Les 8 séances de travaux pratiques de l’EC Synthèse minérale permettent de réaliser des synthèses et analyses types de chimie minérale. Pour chaque TP, un composé est synthétisé puis analysé. Les élèves-ingénieurs mettent en application les techniques de préparation de la chimie minérale vues en cours : - Synthèse céramique, co-précipitation - Synthèse des produits de base de l'industrie chimique (carbonate de sodium par le procédé Solvay, soude et chlore par électrolyse), …. Les produits obtenus à l’issue des synthèses doivent être caractérisés ce qui amène les élèves-ingénieurs à appliquer leurs connaissances théoriques de chimie analytique et à se familiariser avec les techniques d’analyse physico-chimiques comme la diffraction X et les analyses thermiques. Chaque TP se déroule sur une ou plusieurs séances de quatre heures. Les élèves travaillent en trinôme ou quadrinôme. Chaque TP fait l’objet d’un compte rendu d’exploitation des résultats.
Objectifs pédagogiques
A l’issue de ce cours, l’étudiant(e) disposera des compétences nécessaires à la compréhension et à la mise en place de procédés de synthèse pour la production de matériaux d’intérêt industriel. Les objectifs pédagogiques des travaux pratiques de synthèse minérale sont de : - Savoir synthétiser et analyser un solide d’après un protocole détaillé ; - Rédiger un protocole détaillé et proposer un montage expérimental à partir de la description d’une expérience ; - Organiser, planifier le travail du trinôme sur une ou plusieurs séances (ex : diagramme de Gantt) ; - Exploiter des résultats d’analyse : dosages, analyses thermiques, diffraction X sur poudre, fluorescence X,… ; - Estimer l’incertitude sur des résultats expérimentaux ; - Commenter des résultats expérimentaux ; - Acquérir les bonnes pratiques de laboratoire : tenue d'un cahier de laboratoire, respect des règles de sécurité, gestion des déchets chimiques.
Objectifs de développement durable
Modalités de contrôle de connaissance
Contrôle Continu
Commentaires: 1 examen final intégré dans l’évaluation finale de l’UE.
Ressources en ligne
De la solution à l’oxyde, J.P. Jolivet, EDP sciences, 2015 Chimie Inorganique, J.E. Huheey, E.A. Keiter & R.L. Keiter, DeBoeck Université, 1996 Chimie Inorganique, C.E. Housecroft & A.G. Sharpe, DeBoeck Université ed., 2010 Chimie Industrielle, R. Perrin & J.P. Scharff, Dunod, 2002 Handbook of Hydrothermal Technology, K. Byrappa & M. Yoshimura, Noyes Publications, 2001 Fascicule de TP – Trames de comptes rendus – Fascicule sur le calcul d’incertitude
Pédagogie
L’ensemble des supports nécessaires au suivi du cours et au travail en autonomie sera mis à disposition sur la plateforme d’apprentissage en ligne Moodle. Les séances de cours magistraux seront complétées par 2 séances de travaux dirigés dédiées à l’étude de cas. Travaux pratiques : - Séances de travaux pratiques de 4h, en trinôme ou quadrinôme ; - Travaux pratiques réalisés à partir d’un fascicule de TP décrivant avec plus ou moins de détails, selon les TP, le protocole expérimental. - Comptes rendus guidés (document à compléter). L’accent est mis sur la capacité à exploiter des résultats expérimentaux et à les discuter.
Séquencement / modalités d'apprentissage
| Nombre d'heures en CM (Cours Magistraux) : | 12 |
|---|---|
| Nombre d'heures en TD (Travaux Dirigés) : | 3 |
| Nombre d'heures en TP (Travaux Pratiques) : | 32 |
| Nombre d'heures en Séminaire : | 0 |
| Nombre d'heures en Demi-séminaire : | 0 |
| Nombre d'heures élèves en TEA (Travail En Autonomie) : | 4 |
| Nombre d'heures élèves en TNE (Travail Non Encadré) : | 0 |
| Nombre d'heures en CB (Contrôle Bloqué) : | 0 |
| Nombre d'heures élèves en PER (Travail PERsonnel) : | 0 |
| Nombre d'heures en Heures Projets : | 0 |
Pré-requis
Cours de chimie générale de niveau Bac+1 et Bac+2. Pour la partie expérimentale : - Manipulation du matériel courant de laboratoire (balance, verrerie usuelle…); - Enseignements du semestre 5 : o Chimie et analyse des solutions o Chimie et structure de l'état solide - Enseignements du semestre 6 : o Synthèse minérale o Analyse des solides - Métrologie, calcul d'incertitude ; - Règles de sécurité en laboratoire de chimie.