Plan de cours - Cégep André-Laurendeau PDF

Preview

Summary

Cégep André-Laurendeau...

Description

PLAN DE COURS - CHIMIE DES SOLUTIONS (202-NYB-05) Pondération 3-2-3 Programme Sciences de la nature (200.B0) Département de chimie - Coordonnatrice : Caroline Cormier (bureau 6.149)

Session : Hiver 2017

1

Julie C. Boivin1

Dominique Bourret1

Véronique Turcotte1

[email protected]

[email protected]

[email protected]

(514) 364-3320 poste 6740 Bureau 6.259

(514) 364-3320 poste 6417 Bureau 6.259

(514) 364-3320 poste 6631 Bureau 6.149

Les disponibilités de votre enseignante vous seront remises au premier cours de la session. Par la suite, vous pourrez les consulter sur le babillard attenant au bureau de votre enseignante ou encore dans la zone cours du portail Léa du collège.

Pre( sentation du cours La chimie est la science qui étudie la structure et la transformation de la matière. Cette science est au cœur de notre quotidien. Elle nous permet de répondre à de multiples questions. Par exemple, pourquoi le sel est-il efficace pour la fonte de la glace sur la chaussée en hiver? Pourquoi l’eau bout-elle? Comment les médicaments sont-ils fabriqués? Quel est le procédé de fabrication du nylon et du plastique? Comment le pétrole est-il transformé en essence? Qu’est-ce qui permet aux batteries de fonctionner? Quels sont les gaz à effet de serre? Pourquoi les automobiles polluent? Avez-vous déjà compris le principe d’action du savon sur la graisse? Nous tenterons de répondre à quelques-unes de ces questions.

Place du cours dans le programme L’importance du cours chimie des solutions 202-NYB-05 dans le programme provient du fait que la plupart des phénomènes chimiques naturels se produisent en solutions aqueuses. L’étudiant-e pourra appliquer ses connaissances dans divers contextes interdisciplinaires. Il utilisera quelques notions de physique et résoudra des problèmes en faisant appel à différentes opérations mathématiques simples. Certains éléments de contenu de ce cours seront très utiles pour le cours chimie organique et pour le cours de biologie.

Pre( alable Chimie générale (202-NYA-05) ou l’équivalent

Compe(tence et objectifs vise(s par le cours 2 COMPÉTENCE VISÉE PAR LE COURS : Analyser les propriétés des solutions et les réactions en solution. Au terme du cours, l’élève devra être capable d’utiliser ses acquis pour résoudre expérimentalement et théoriquement des problématiques synthèses liées aux propriétés des solutions.

2

La moyenne pondérée nécessaire pour réussir le cours est de 60 %.

2

OBJECTIFS TERMINAUX • • • •

Analyser les principales propriétés des solutions Analyser la cinétique de réactions chimiques en solution Résoudre des problèmes impliquant l’équilibre des réactions chimiques en solution Réaliser des expériences de laboratoire permettant l’obtention de résultats reproductibles et pouvant servir à vérifier quelques propriétés physiques et chimiques des solutions

OBJECTIFS SPÉCIFIQUES • • • • • • • • • • •

Saisir l’aspect quantitatif des phénomènes chimiques, d’abord par l’étude des propriétés des solutions puis de l’équilibre dynamique qui existe entre les réactifs et les produits d’une réaction chimique; Expliquer certains phénomènes naturels, certaines applications technologiques et industrielles à l’aide des notions acquises en Sciences de la nature. Effectuer des montages, utiliser correctement des instruments de mesure. Utiliser les chiffres significatifs de façon adéquate et respecter la cohérence des unités. Estimer l’incertitude, interpréter et critiquer les résultats. Rédiger un rapport de laboratoire et produire des tableaux et graphiques au moyen de différents logiciels. Enchaîner les idées pertinentes dans un ordre logique. Construire une argumentation cohérente, un raisonnement, une preuve. Argumenter en utilisant adéquatement le langage scientifique. Écrire des textes à caractère scientifique ou rédiger des rapports de laboratoire respectant les normes en vigueur. Respecter les normes de sécurité au laboratoire.

OBJECTIFS LINGUISTIQUES •

Utiliser les termes scientifiques de façon adéquate

• •

Produire des textes de façon claire et synthétique (rapport de laboratoire) Utiliser la lecture comme outil d’apprentissage (notes de cours, manuel et protocoles de laboratoire)

•

Résumer dans ses mots le vocabulaire scientifique vu en classe

3

Contenu the(orique et e(che( ancier CONTENUS THÉORIQUES3

SEMAINE 1

2

3

4

5

6

LABORATOIRES

Chapitre 1 (Unités de concentration, électrolytes, propriétés colligatives) Expérience A

Chapitre 1 (Mise en solution, facteurs influençant la solubilité)

Colorimétrie du Gatorade

Expérience B

Chapitre 3 (Équilibre, quotient réactionnel)

Colorimétrie des pâtes alimentaires

Expérience C

Chapitre 3 (Équilibre de solubilité et Kps, principe de Le

Constante d’équilibre

Chatelier)

Chapitre 4 (Équilibre acido-basique, force des acides et

Examen 1 (14%) (Chapitres 1 et 3)

Chapitre 4 (Calculs de pH des acides, des bases, des sels et des mélanges)

Expérience D Analyse physicochimique de l’eau potable

Chapitre 5 (Solution tampon, neutralisation)

9

Expérience E Dosage de l’acide acétique dans le vinaigre

Chapitre 5 (Neutralisation, courbe titrage)

Expérience F Ouf… Un petit mal de tête

Expérience G

Chapitre 5 (Courbes de titrage)

Pratique examen de laboratoire

Examen de laboratoire (15%)

10

11

Chapitre 7 (Oxydoréduction, équilibrage de réaction)

Examen 2 (20%) (Chapitres 4 et 5)

Expérience H

Expérience I (ou à la semaine 11) Pile ou face?

Chapitre 7 (Force des oxydants et des réducteurs, piles)

14

Chapitre 2 (Loi de vitesse, ordre de réaction)

15

Chapitre 2 (Mécanismes réactionnels)

Évaluation commune

Entrevue individuelle (4%)

Expérience J (ou à la semaine 12) Oxydoréduction

Chapitre 2 (Cinétique chimique)

3

Formatif 2

Conception d’une solution tampon

12

13

Formatif 1

des bases)

7

8

ÉVALUATIONS

Expérience K (ou à la semaine 13) Le NaOH lave plus blanc

Formatif final Examen synthèse (25 %) (Chapitres 1 à 8)

Cet échéancier peut varier légèrement en cours de session.

4

Me( thodes pe( dagogiques L’approche magistrale ainsi que la classe inversée seront privilégiées. L’enseignante résume, assiste, aide, dépanne, conseille, motive, encourage et évalue le travail.

CE QUE FAIT L’ENSEIGNANTE • •

Donner des exposés magistraux Superviser des séances d’exercices dirigés (résolution de problème seul ou en équipe)

•

Superviser des travaux de laboratoire

• •

Réaliser des capsules vidéos pour la classe inversée Encadrer le travail personnel des étudiant-es

•

Offrir un soutien individuel aux apprentissages des étudiant-es au bureau3

CE QUE DOIT FAIRE L’ÉTUDIANT-E • •

Être présent au cours Écouter activement durant les exposés

• •

Participer efficacement lors des séances d’exercices Préparer chaque expérience

•

Préparer les périodes de classes inversée en visionnant les vidéos demandées

• •

Diviser et réaliser équitablement le travail de production des comptes rendus d’expérience avec son coéquipier Relire ses notes de cours en continu et poser des questions pour clarifier ce qui demeure nébuleux

• •

Lire les sections suggérées du manuel Effectuer à la maison les exercices conseillés

•

S’autoévaluer continuellement

E6 valuation des apprentissages TYPE D’ÉVALUATION

MATIÈRE

Examen 1 Examen 2 Examen synthèse4 Portfolio (devoirs) Préparation ou Schémas Comptes rendus Examen de laboratoire4 Entrevue individuelle

4

PONDÉRATION

DATE

Chapitres 1 et 3 Chapitres 4 et 5 Chapitres 1 à 8 À préciser

14 % 20 % 25 % 6%

Semaine 5 Semaine 10 Évaluation commune Chaque examen

Selon l’expérience Selon l’expérience Déterminer la concentration d’une solution acido-basique Expérience H

2% 14 %

Chaque expérience Chaque expérience

15 %

Semaine 10

4%

Semaines 12 et 13

Ces évaluations représentent l’évaluation certificative du cours.

5

Contexte de re(alisation des e( valuations EXAMENS •

Les examens sont réalisés individuellement. L'élève a droit à la calculatrice non programmable et tous les autres documents nécessaires à la réalisation de ces examens sont fournis par l'enseignante. La présence à ces évaluations est obligatoire et il n'est pas possible de remplacer un ou des examens par des travaux.

EXAMEN SYNTHÈSE4 •

•

L’examen synthèse est un examen écrit commun à tous les groupes, réalisé en classe. Cet examen comprend une série de questions portant sur les unités de concentration, la solubilité, l’équilibre, la neutralisation, l’oxydoréduction et la cinétique. Cette évaluation se fait à la fin de la session. L’utilisation d’une terminologie appropriée, la schématisation adéquate des situations présentées et l’exactitude des calculs seront évaluées.

PORTFOLIO •

Le portfolio sera constitué de devoirs. Ces activités seront ramassées et corrigées de façon formative. L’élève devra alors corriger les travaux, selon les indications de l’enseignante, puis les remettre avant chaque examen pour correction sommative.

LABORATOIRES • •

• • •

•

Les manipulations au laboratoire sont réalisées en équipe de deux étudiants. Une démonstration des différentes techniques sera effectuée au début de chaque séance. Le travail préparatoire se fait individuellement et consiste à compléter les questions préparatoires à chacune des expériences et à schématiser chaque protocole en montrant les manipulations qui seront effectuées. Les coéquipiers auront à l’occasion, à concevoir eux-mêmes un protocole expérimental dans le cadre des activités en laboratoires. Les coéquipiers doivent partager le travail et s’organiser de telle sorte que chacun puisse maîtriser l’ensemble des opérations. Les données particulières à chaque expérience doivent être entrées directement sur votre schéma pendant l’expérience. Ainsi, lors d’une absence du coéquipier vous êtes en mesure de rédiger le rapport individuellement Pour une raison d’équité, aucune reprise n’est possible.

6

COMPTES RENDUS •

Les comptes rendus sont rédigés en équipe et doivent être faits à l’ordinateur. Seule la section calculs pourra être rédigée proprement à la main.

• • • •

Les modalités de rédaction des comptes rendus sont décrites dans votre recueil de texte de laboratoire. Un rapport par équipe doit être remis à l’enseignante Le compte-rendu doit être remis selon les directives de l’enseignante. Les grilles de correction des comptes rendus seront disponibles à la fin de chaque texte de laboratoire et devront être jointes aux comptes rendus.

ENTREVUE INDIVIDUELLE •

•

Après la réalisation d’une expérience, une rencontre individuelle de 10 minutes aura lieu entre l’étudiant-e et l’enseignante pendant laquelle une série de questions est posée afin de vérifier la compréhension des manipulations et de la théorie associée à cette expérience. La maîtrise des concepts, la clarté des justifications et la cohérence des propos seront évalués.

EXAMEN DE LABORATOIRE • •

Lors de cette évaluation, l’étudiant-e devra déterminer le plus précisément possible la concentration d’une solution acido-basique, par une méthode de titrage de son choix. La schématisation adéquate des situations présentées, l’exactitude des calculs et des calculs d’incertitude ainsi que la qualité des résultats seront évalués.

E6 valuation formative Plusieurs activités formatives vous permettant d’évaluer votre degré de compréhension seront effectuées au fil de la session et pourront prendre l’une des formes suivantes : • • • •

Exercices en classe ou à la maison à chaque semaine pour assimiler les notions vues dans le cadre du cours. Test formatif ou document de révision remis la semaine avant chaque examen. Exposés informels en classe et au laboratoire. Rétroaction via la correction et l’annotation des travaux préparatoires, des quiz et devoirs, des rapports de laboratoire et des examens pour vous aider à discerner les éléments maîtrisés de ceux que vous n’auriez pas bien compris

7

Mate(riel obligatoire a8 se procurer •

Tro, Nivaldo J., Principes de Chimie des solutions, ERPI, Saint-Laurent, 2013, 420 p.

•

Sarrau long et lunette de sécurité

•

Boivin J., Bourret D., Turcotte V., Cahier de laboratoire – Chimie des solutions (202-NYB-05) 5

•

Notes de cours selon les directives de l’enseignante

Me( diagraphie VOLUMES DE RÉFÉRENCE CHANG, Raymond et Goldsby, Kenneth A., 4eÉdition, Chimie des solutions. Montréal: Chenelière Éducation, 2014, 471 p. HILL, John W., PETRUCCI, Ralph H., et al. Chimie des solutions 2eédition, ERPI, Saint-Laurent, 2008, 501 p. ZUMDAHL, Steven S., 3eÉdition, Chimie des solutions. Montréal: Centre éducatif et culturel, 2007. 457p.

SITE INTERNET Liste de lecture : Chimie des solutions. YouTube ; Caroline Cormier https://www.youtube.com/playlist?list=PLokpFtkY5yS0jkggbTum8-DcVrIw_URD1 (consultée le 18 janvier 2017) Liste de lecture : Chimie générale. YouTube ; Caroline Cormier https://www.youtube.com/playlist?list=PLokpFtkY5yS2Eybb4uXSQWwii0i1tQKKc (consultée le 18 janvier 2017)

5

Les protocoles de laboratoire seront disponibles dans la zone cours du portail LÉA du collège

8

Politique concernant la se( curite( au laboratoire En vertu du règlement n° VII relatif au code de conduite au sein du cégep André-Laurendeau, le département de chimie exige que les règles suivantes soient respectées en tout temps au laboratoire. •

L’absence de préparation à une expérience, une tenue vestimentaire non conforme ou un comportement non sécuritaire entraîne automatiquement une expulsion du laboratoire et la note de 0 sera attribuée pour toutes les évaluations associées à l’expérience et ce, sans possibilité de reprise.

•

Le port du sarrau et de lunettes de sécurité est obligatoire en tout temps. Il est strictement interdit de porter des lentilles cornéennes ou verres de contact.

•

Le port de souliers fermés (recouvrant complètement les pieds) et de pantalons longs est obligatoire.

•

Les cheveux longs doivent être attachés à l’arrière de la nuque.

•

Il est formellement interdit de fumer, de boire ou de manger au laboratoire.

•

Les vêtements et les articles divers doivent être déposés au fond du laboratoire ou dans les casiers à l’extérieur du laboratoire pour que l’aire de travail soit exempte de tout obstacle.

•

L’étudiant-e doit effectuer les manipulations telles que décrites dans le protocole de l’expérience. Toute modification doit être approuvée par le professeur ou par le technicien superviseur.

•

Ne pas remettre l’excès d’un réactif dans son contenant d’origine. Prendre uniquement la quantité dont vous avez besoin pour l’expérience.

•

Tenir les produits chimiques inflammables (alcool, éther, acétone, benzène, etc.) éloignés de toute flamme.

•

Ne pas jeter de solides dans les éviers et disposer les déchets dangereux dans les contenants prévus à cet effet.

•

Ne pas laisser une expérience en marche sans surveillance, surtout si le chauffage est en cours.

•

Rapporter toute odeur suspecte en particulier une odeur de gaz.

•

Les étudiantes enceintes ou qui croient l’être doivent aviser leur enseignante le plus tôt possible.

•

L’autorité du ou de la technicienne a préséance au laboratoire. Vous devez écouter et respecter ses directives.

Une absence au laboratoire peut être motivée par : un billet du médecin, mortalité ou autres circonstances exceptionnelles auxquelles l’enseignante aura fourni son approbation. Dans tous les cas, il est apprécié que vous en parliez avec votre enseignante.

9

Politiques institutionnelle et de( partementale d’e(valuation6 ABSENCE EN CLASSE La présence en classe est essentielle à une bonne compréhension et à la réussite du cours. ABSENCE AUX SÉANCES DE LABORATOIRE La présence aux séances de laboratoire est OBLIGATOIRE. En cas d’absence non motivée, la note zéro (0) sera attribuée. En cas d’absence de préparation d’une expérience, d’équipement sécuritaire défaillant ou incomplet (vêtements appropriés, sarrau et lunettes), d’un retard important ou d’un comportement non sécuritaire un étudiant peut se voir refuser l’accès à une activité en laboratoire. L’étudiant se verra alors attribuer la note de zéro pour les évaluations associées à ce dernier sans possibilité de reprise. ABSENCE À UNE ÉVALUATION SOMMATIVE Le report d’une activité d’évaluation sommative, pour cause d’absence, est possible pour des raisons exceptionnelles. Par ailleurs, l’enseignant exige que l’étudiant lui remettre une pièce justificative. L’étudiant contacte l’enseignant dans les deux jours ouvrables après l’activité d’évaluation afin de négocier une entente au sujet du report de cette même activité. GESTION DE CLASSE DURANT UNE ÉVALUATION SOMMATIVE Durant un examen sommatif, les étudiants n’ont pas le droit de sortir de la classe tant qu’ils n’ont pas remis leur copie d’examen, et ce sous aucun prétexte. Il est à noter que cette règle inclut les étudiants qui veulent aller aux toilettes. RETARDS DANS LA REMISE DES TRAVAUX La note des travaux remis en retard sera pénalisée de 10% par jour de retard, jusqu’à un maximum de 7 jours de retard. Un retard de plus de sept jours entraîne la note 0. Un élève qui remet un travail après la remise des travaux corrigés aura automatiquement la note 0. POLITIQUE DU FRANÇAIS Une note de 10 % est attribuée à la qualité de la langue pour les rapports de laboratoire. Si la qualité du français du travail remis à l’enseignant est inacceptable, l’étudiant devra le retravailler avant qu’il puisse être corrigé. Une pénalité de 10% lui sera imposée. PLAGIAT Le plagiat consiste en un vol intellectuel. La fraude est un acte qui a été réalisé en utilisant des moyens déloyaux destinés à obtenir un consentement, un avantage matériel ou moral réalisé avec l'intention d'échapper à l’application d’une politique, d’un règlement ou d’une consigne écrite liée à l’évaluation. La collaboration au plagiat ou à la fraude est aussi considérée comme un plagiat ou une fraude. À titre d’exemple, est considéré comme plagiat : La reproduction d’extraits de livre, d’articles, de publications électroniques ou de tout autres types de documents sans mention des sources appropriée, le copiage, à l’occasion d’examens ou de travaux, tout comme la substitu...