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Résultats du devoir en temps limité de chimie n°5

Pour une fois, je ne vais pas bouder mon plaisir : le devoir est de bonne facture, avec une moyenne de 11,2. Sur les 36 copies, 24 ont plus de 10 et 4 ont entre 9 et 10.

Je suis très satisfait de constater que, sur les questions portant directement sur le cours, presque tout le monde est capable de donner une réponse correcte et argumentée. J’ai en particulier apprécié que les mécanismes des réactions classiques (addition de HBr ou de Br2 sur une double liaison) soient connus. J’ai également été agréablement surpris de constater que la discussion de la régiosélectivité à partir d’un diagramme d’énergie potentielle a été très largement bien faite, même si les esprits maléfiques (Hammond en l’occurrence) ont parfois été invoqués à tort et à travers (et surtout pour lui faire dire autre chose que ce qu’il a dit).
D’autre part, même si la deuxième partie, moins classique, a été moins réussie, j’ai lu beaucoup de choses pertinentes, qui montrent que, pour un grand nombre d’entre vous, les principes généraux de la réactivité en chimie organique sont compris. Ceci est de très bon augure pour la suite.

Malheureusement, il me faut ajouter quelques bémols. Le premier est classique : je le fais tous les ans après le premier devoir de chimie organique, et il porte sur l’écriture d’un mécanisme. Le second est tout aussi classique et concerne la stéréochimie.

Un mécanisme en chimie organique consiste à montrer, à l’aide de schéma, quels électrons sont mis en jeu et pour faire quoi. Le formalisme en usage actuellement est le suivant : une flèche représente un « mouvement » d’électrons (le terme est usuel mais trompeur), ou plus précisément représente la réorganisation des électrons au sein du système. Une flèche ne peut donc que partir d’un doublet d’électrons. En aucun cas une flèche ne représente le déplacement d’un atome ! Ce formalisme universellement admis, et vous devez vous y plier.
Un mécanisme sans schéma est incompréhensible et n’est rétribué par aucun point. De même, un schéma mécanistique dans lequel aucune flèche n’est indiquée n’est pas valide.
D’un point de vue moins formel, il est rare que plusieurs choses se déroulent en même temps sur une molécule. En particulier, faire arriver deux réactifs simultanément sur une même molécule est fort peu crédible. Dans la plupart des cas, il y a (au moins) deux étapes. D’autre part, il faut veiller à la vraisemblance de ce qu’on écrit : une molécule avec 2 lacunes (un double carbocation) est fort suspect !
J’ai été assez coulant sur les écritures des mécanisme, mais cela ne va pas perdurer. Dès le prochain devoir, je suis intraitable sur les règles d’écriture d’un mécanisme.

La stéréochimie des réactions vous a posé de gros problèmes. Savoir qu’il y a racémisation lors d’un passage par un carbocation, ou que l’addition de Br2 sur une doubles liaisons est diastéréospécifique, c’est bien. C’est cependant encore mieux lorsqu’on regarde un peu attentivement les molécules qu’on manipule. Par exemple, le composé B, obtenu par addition de HBr sur la double liaison exocyclique, n’a qu’un seul carbone asymétrique (celui qui porte Br ne l’est pas, il a deux groupes méthyle), et ce carbone est toujours (S) comme dans le limonène de départ (il n’a pas été affecté par la réaction). Il n’y a donc pas racémisation ! Le composé D était très vache, je l’avoue, puisqu’il est achiral mais obtenu sous forme de deux diastéréoisomères cis et trans.
C’est la même chose pour l’addition de Br2, qui ne formait qu’un seul carbone asymétrique (le Br en bout de chaine est sur un carbone non asymétrique), sachant que le C initialement (S) du limonène n’est pas affecté. On obtenait donc deux diastéréoisomères.

Concernant la première étape de la biosynthèse du limonène, avec la formation de I et de PPi, j’avoue que j’ai été assez surpris, d’une part que si peu d’entre vous aient remarqué que le carbocation formé est stabilisé par mésomérie (et que donc il n’est pas si instable), et que presque tout le monde m’a affirmé que l’ion PPi est très très instable car il a 4 charges négatives ! Là, je rigole, parce que, voyez-vous, l’ADN par exemple possède une charge négative par nucléotide, ce qui fait quand même une sacrée tripotée de charges négatives. Que je sache, cela ne rend pas la molécule d’ADN particulièrement fragile !

Dernière chose : lorsqu’on demande « quelle est la réactivité de PPi », on ne vous demande pas de dire qu’il est très très réactif, oh oui ! mais en tant que quoi il réagit. PPi a une réactivité de nucléophile (et non pas de base ou d’oxydant, ou d’électrophile, etc).
De même, lorsqu’on demande de dire pourquoi un acide est plus fort qu’un autre, dire que c’est parce que son pKa est plus petit, c’est de la paraphrase. Ca revient à dire qu’il est plus fort parce qu’il est plus fort. Ce qu’on demande, c’est pourquoi ?

Trois perles pour finir :
– 10×12+16 = 38 (ça sent la machine à calculer, avec le signe x qui s’est transformé en +) ;
– l’acide trifluoroacétique est une base forte,
– d’après la règle de Raskolnikov, le carbocation le plus stable … (une bise à celle qui me dit qui est ce Raskolnikov).

La fin du monde n’est pas imminente …

… si du moins on en croit cet article du Monde. Effectivement j’ai eu la surprise d’apprendre que la fin du monde était programmée pour le 21 décembre prochain, selon une prédictions des Mayas faite il y a déjà une tripotée d’années.

Il y a quelques aspects positifs à cet événement. Citons au hasard :
– il me reste moins d’un an à corriger des copies,
– je vais cesser de rembourser mon banquier bien avant les 20 ans prévus,
– je n’aurai pas à faire mes cadeaux de Noël à la dernière minute.

Hélas ! il parait qu’en fait tout ça c’est rien que des faux bruits, et que les catastrophopathes en seront pour leurs frais. Il semble bien que ceux qui pensent que le calendrier maya s’arrête dans un peu moins d’un an n’ont simplement pas eu le courage d’essayer de le comprendre. Il faut dire qu’il est quand même assez ardu, comme vous le constaterez à la lecture de l’article.

Rendons hommage aux Mayas, qui avaient une vision à long terme, puisque leur calendrier précise des dates qui ont eu lieu avant le Big Bang, et des dates qui n’auront lieu que dans quelques milliards de milliards d’années.

Correction du devoir en temps limité de chimie n°4

Le sujet de chimie n’a pas été du goût de tout le monde. La moyenne est de 9,1/20, avec 16 notes supérieures à 10 et 3 notes entre 9 et 10.

Problème 3.

Les deux questions sur l’aromaticité de l’imidazole ne sont pas très faciles mais pas insurmontables. Le TD sur le furane pouvait aider bigrement. On peut bien entendu ne pas réussir un exercice ; en revanche, montrer qu’on n’a pas appris son cours est quand même plus ennuyeux. Dire qu’il y a 4 électrons délocalisés donc c’est aromatique, c’est quand même un tantinet agaçant pour le correcteur. Il serait temps également d’acquérir quelques réflexes : sur les atomes d’azote neutres, il y a un doublet non liant, de même que sur les atomes d’oxygène neutres il y en a 2 ; cela ne sera plus précisé dans les énoncés des devoirs, et sera supposé connu le jour du concours. Vous apprenez le cycle de Krebs par coeur, vous pouvez bien apprendre la structure des atomes courants par coeur.
Répondez aux questions. Lorsqu’on demande de discuter des propriétés basiques des deux atomes d’azote, à quoi sert de parler de leur acidité ?

Concernant les interactions de faible énergie, à nouveau répondez précisément aux questions. Celui qui a dessiné les 3 stéréoisomères de l’acide sans même préciser la configuration des atomes de carbone asymétriques peut-il espérer avoir les points de la première question ?
Montrer qu’une liaison H peut se former ne peut se faire qu’avec un schéma et non avec un blabla. La discussion de sa stabilité m’a laissé perplexe. Beaucoup d’entre vous m’ont expliqué que les 2 groupes CO2H étaient à des distances différentes dans les deux stéréoisomères, uniquement parce que c’est comme ça qu’ils les avaient dessinés. Je rappelle que les molécules peuvent adopter une infinité de conformations, et que les groupes CO2H peuvent être tout autant éclipsés l’un par l’autre dans tous les stéréoisomères. C’est évidemment ce qui se passe si une liaison H se forme et la distance entre les CO2H est alors la même dans tous les stéréoisomères. En conséquence, c’est sur le reste de la molécule qu’il faut chercher la différence.
L’interprétation de la température de fusion n’a été faite que par une toute petite poignée de copies. Ce qui compte lorsqu’on fait fondre un composé, ce n’est pas la liaison H intramoléculaire, mais les liaisons intermoléculaires : faire fondre un composé, c’est passer d’un état où les molécules sont très fermement liées les unes aux autres (le solide) à un état où elles le sont moins (le liquide). En revanche, les molécules elles-mêmes ne sont pas modifiées (ce n’est pas une réaction chimique). L’argument consiste donc à dire que, moins il y a de liaisons H intramoléculaires, plus les atomes sont disponibles pour faire des liaisons H intermoléculaires.
Pour ce qui est de la dernière question, toutes les réponses vagues (« `ça doit être presque la même que »‘, « `c’est à peu de chose près »‘, …) n’ont pas été récompensées. Deux énantiomères ont les mêmes propriétés physiques, donc exactement la même Tf.

Problème 4.

Je ne vais pas beaucoup me fatiguer à commenter cette partie du devoir. Elle montre tout simplement que le cours n’est pas appris :
– la définition d’un mélange racémique est inconnue de beaucoup,
– la loi de Biot itou,
– la définition des signes + et – pareil,
– et, cerise sur le gateau, la convention de représentation des acides aminés en Fischer (le groupe CO2H est en haut et le groupe R en bas). Bien entendu, il ne fallait pas confondre les deux groupes acides dans l’acide aspartique.

Juste quelques remarques de fond.
– Comment peut-on discuter de la configuration d’un carbone asymétrique qu’on n’a pas représenté dans l’espace ?
– A la question 6, on fait réagir deux acides aminés de configuration fixée (L). Les atomes de carbone asymétriques ont donc une configuration bien déterminée. Les 4 composés obtenus ne sont donc pas des stéréoisomères d’une même molécules, mais 4 molécules différentes, issues de 4 réactions possible entre un groupe NH2 (celui de la phénylalanine et celui de l’acide aspartique) et un groupe acide carboxylique (un des deux de l’acide aspartique).
– On peut déplorer que deux personnes seulement aient relevé que le doublet non liant de l’azote soit conjugué avec un groupe carbonyle dans l’acide aspartique protégé, ce qui le rendait moins réactif.
– On peut également déplorer qu’une seule personne ait su calculer les proportions des énantiomères à la question 17. C’est un calcul pourtant élémentaire.

Dernière précision.

Afin que les choses soient bien claires : le barême initial était sur 40, et la meilleure copie a eu exactement 20 points. A part pour quelques très rares copies, ce devoir n’a absolument pas évalué des capacités de réflexion ou de aptitudes à réussir un concours ; il a simplement récompensé ceux qui avaient un minimum de connaissances de base. C’est, par bien des aspects, ni plus ni moins qu’une interrogation de cours. Et elle est fort décevante.

Au travail !

Résultats du devoir en temps limité de physique n°4

Le devoir de physique a été modérément réussi, avec une moyenne de classe de 9/20. Sur un total de 37 copies, 12 ont plus de 10 et 4 ont entre 9 et 10.

Une remarque préliminaire : tout ce qui n’est pas interdit est autorisé. Lorsque la calculatrice n’est pas explicitement interdite, vous pouvez l’utiliser. Que celui ou celle qui a demandé à monsieur Aubert si la calculatrice était autorisée, au lieu tout simplement de s’en servir, se sente visé !

Le premier problème est plutôt bien réussi, avec une moyenne de 11,7/20 ce qui est tout à fait bien. Dans l’ensemble, les grandeurs complexes sont maitrisées, la lecture des oscillogrammes est correcte et la détermination d’un déphasage est connue d’une majorité d’élèves. Tout n’est pas parfait pour autant, avec des erreurs particulièrement regrettables.
– Il est dommage que trop d’entre vous n’aient pas vu le diviseur de tension manifeste de la question 2, et se soient enferrés dans des calculs compliqués.
– C’est quand même trop bête de ne pas se rendre compte que les échelles sont différentes sur les deux voies des oscillogrammes. Par ailleurs, certains ont crû que la voie I se réferait au schéma de gauche et la voie II au schéma de droite. Outre le fait que les schémas faisaient clairement apparaitre deux courbes auxquelles étaient associés les mots « `voie I »‘ et « `voie II »‘, cela démontre que les TP ne sont pas pris très au sérieux. Comme je l’ai répété, ils sont indispensables pour pouvoir répondre aux questions ayant un aspect pratique dans les sujets d’écrit de concours.
– A la question 7, et sachant que vous ne disposiez pas de la calculatrice (voir remarque préliminaire), il était possible de raisonner qualitativement du fait que L et r de la bobine 2 étaient supérieurs à ceux de la bobine 1. La valeur de U2m est alors manifestement inférieure à celle de U1m. Plusieurs d’entre vous ont raisonné uniquement sur les résistances des bobines, ce qui est faux : dans un circuit en régime sinusoïdal forcé, l’amplitude du courant dépend non seulement des résistances, mais aussi des impédances des bobines et des condensateurs.

Le deuxième problème est relativement catastrophique, et je préfère ne même pas chercher à calculer sa moyenne. Il montre principalement un des deux choses suivantes (ou les deux) : vous ne travaillez pas assez les TD et/ou vous ne lisez pas attentivement les énoncés. Dans une copie, j’ai lu à la question 4 une phrase du genre : « `j’ai déjà pas réussi à faire les questions 1 à 3 réputées faciles, alors la suite … »‘ Pourtant, une lecture succinte de l’énoncé associée à une bonne connaissance de ce qu’on a fait en classe aurait pu permettre de s’apercevoir facilement que les questions 8 à 12 concernaient le pont de Wheatstone qui, je l’avoue, n’a été fait que 2 fois : une première fois en TP et une deuxième fois en TD (le TD traitait exactement les questions 8, 11 et 12, les questions 9 et 10 n’étant que des variantes, certes un peu plus calculatoires, mais guère plus difficiles). A titre purement indicatif, ce problème est directement extrait de l’épreuve de G2E de l’année dernière, à laquelle j’ai rajouté la question 1, j’ai un peu étoffé la question 5, et j’ai enlevé les deux dernières questions sur un troisième type de pont. En d’autres termes, ce n’est nullement un sujet vachard que j’ai posé pour vous enquiquiner ; c’est au contraire un sujet que vous êtes tout à fait susceptibles de rencontrer l’année prochaine. Il montre en outre, pour ceux qui en douteraient, que connaitre le programme de première année peut s’avérer payant.

La question préliminaire n’a pas été correctement traitée par tout le monde. C’est pourtant quelque chose dont on a parlé en TD : un appareil qui mesure les tensions doit avoir une résistance interne (en régime continu) ou une impédance interne (en régime sinusoïdal forcé) la plus grande possible afin que le courant qui le traverse soit le plus petit possible. Cela entraine une conséquence immédiate dans la question 3 : on peut supposer nul le courant qui entre dans l’oscilloscope.

Les questions 2 et 3 étaient faciles, mais nécessitaient de lire attentivement l’énoncé pour éviter des erreurs de compréhension du problème.
– Le GBF est « `modélisé par une source de tension idéale en série avec un résistor Rg »‘. C’est donc que le GBF est le système {e+Rg}. Brancher un oscilloscope aux bornes du GBF signifie donc le brancher aux bornes de l’ensemble {e+Rg}, et non pas aux bornes de e tout seul ! Comment cela serait-il possible de brancher un oscilloscope aux bornes d’une moitié de GBF ?
– Brancher une résistance R aux bornes du GBF signifie qu’on fait un circuit avec le GBF (l’ensemble {e+Rg}) et R. Pourquoi certains d’entre vous ont-ils rajouté un fil sans aucun dipôle qui court-circuitait l’ensemble ?
– Du fait de la question préliminaire, on pouvait supposer que le courant entrant dans l’oscilloscope était nul. En conséquence, dans le premier circuit, aucun courant ne circule (et la tension aux bornes de Rg est nulle). Dans le deuxième circuit, le même courant parcourt le GBF et R.
– En aucun cas, et c’est une erreur que j’ai vue à de nombreuses reprises, ce n’est le même courant dans les deux circuits ! Ce serait quand même extraordinaire que, lorsqu’on ajoute une résistance dans un circuit, le courant ne soit pas modifié ! Un peu de bon sens.

Les questions 4 à 7 ont été sabotées, même s’il est vrai que l’application numérique était difficile sans calculatrice (mais pour le nombre d’élèves qui sont arrivés là, ce n’est pas le point crucial). Supposer qu’à basse fréquence la capacité n’intervient pas signifie qu’à basse fréquence, son comportement tend vers celui d’un circuit ouvert ; on peut alors enlever purement et simplement la branche qui contient le condensateur. Attention ! enlever une branche ne signifie pas la remplacer par un fil, car alors le dipôle jouerait un rôle crucial : il court-circuiterait une partie du circuit !

La démonstration de la condition d’équilibre du pont de Wheatstone est sans difficulté, à condition de raisonner sur le pont à l’équilibre. Le courant est alors nul dans la branche centrale, et de ce fait, le même courant parcourt Z1 et Z2 d’une part, et le même courant parcourt Z3 et Z4 d’autre part, ce qui simplifie beaucoup les équations. Cette démonstration est une classique, et ce n’est pas pour rien que nous l’avons faite à deux occasions.
Je trouve curieux que la phrase « `les branches BC et AD contiennent des résistances pures P et Q »‘ ait été interprétée par une poignée d’élèves comme signifiant que chacune de ces branches contenaient P et Q en série (je n’ai pas sanctionné). Outre le fait que ce serait quand même une bien curieuse façon de dire qu’il y a la même résistance dans ces deux branches, le TD ici encore était d’une grande utilité puisque les notations P et Q étaient exactement les mêmes (elles sont classiques), et le TP pouvaient également servir puisqu’on a manipulé un tel pont en faisant précisément varier indépendamment les résistances de ces deux branches.
Enfin pour terminer, il ne semble pas clair pour tout le monde qu’il y a deux façons de dire que deux nombres complexes sont égaux :
– leurs parties réelles sont égales ET leurs parties imaginaires sont égales,
– leurs modules sont égaux ET leurs arguments sont égaux.
Il n’est pas toujours subtil de raisonner sur les modules et les arguments. Dans ce cas précis, raisonner sur les parties réelles et imaginaires était bien plus facile. Il faut savoir utiliser tous les outils à disposition et choisir le plus adapté à chaque problème. Ce n’est certes pas facile, mais c’est une des choses à laquelle vous devez vous entrainer.

L’électrocinétique est terminée pour cette année. Il est temps de passer à autre chose. Ceux qui ont des difficultés doivent noter dans leurs agendas à la page du mois de juillet qu’il faudra y revenir, mais pour l’heure, c’est la thermodynamique qui doit devenir votre priorité. C’est une partie longue et assez délicate, et prendre du retard serait tout à fait suicidaire, d’autant que nous n’avons jusqu’à présent rien fait de très calculatoire (si ce n’est l’intégration de la fonction de deux variables, mais ceci est un point relativement annexe).

Remerciements

Je voudrais vous remercier encore une fois pour vos cadeaux de Noël, qui ont manifestement été choisis avec un soin tout particulier. Deviner ma vraie nature de duplicidenté sous mon masque humain, pourtant criant de vérité, cela ne me semblait pourtant pas trivial. A moins que ce ne soit monsieur K qui ait cafté ?

Horoscope du samedi 7 janvier

Pour les Lapins, ce samedi 7 janvier s’annonce important. En effet, Eris est en conjonction avec alpha du Centaure dans le 427è décan. Cela est le signe indubitable qu’une lecture d’oscillogramme va être nécessaire, avec détermination de l’amplitude et du déphasage ; on entrevoit aussi un circuit RL dans le lointain. D’autre part, ce samedi sera propice à des rencontres pleines de promesse entre des acides aminés L et D et un certain Fischer.

Par ailleurs, la Lune est pleine. Les virées nocturnes sont donc fortement déconseillées ce soir, car les Lapins-garous sont de sortie. Mieux vaut rester chez soi à réviser le régime sinusoïdal forcé.

Corrigé du devoir en temps limité de physique n°3

La moyenne du devoir de physique est de 10,4/20. La moyenne est atteinte par 20 copies et 4 copies ont entre 9 et 10.

Régime continu

Ce problème ne présentait aucune difficulté particulière. La démonstration de la formule du diviseur de tension a été correcte pour presque tout le monde. En revanche, celle de la résistance équivalente à deux résistances en parallèle a été plus douteuse : un schéma accompagné de la formule ne fait pas une démonstration. En clair : les questions de cours téléphonées sont sues, mais celles qui n’ont pas été annoncées ne sont pas sues.

Je constate avec plaisir que l’équivalence Thévenin-Norton est maitrisée par presque tout le monde, ce qui est bien. En revanche, malgré mes mises en gardes répétées, trop d’entre vous à la question 3 ont exprimé la tension uAB en fonction de i, qui est inconnu. C’est évidemment sans aucun intérêt. Il faut exprimer la grandeur demandée en fonction des données du problème, à savoir les résistances et la force électromotrice.
On peut déplorer en revanche un certain flottement dans les calculs numériques pourtant simplissimes. Bien évidemment, ne pas convertir les kOhm en Ohm ne mène pas au bon résultat. Je signale que les valeurs des intensités farfelues doivent vous alarmer : une intensité de 1 mA est déjà suffisante pour mourir si elle vous traverse pendant un temps de l’ordre de la seconde. Rappelez-vous que les intensités maximales supportées par les résistances AOIP qu’on a manipulées en TP sont de l’ordre de 10 à 100 mA. Trouver une intensité de 10, 100 voire 1000 A est totalement irréaliste dans un circuit réalisable sur un paillasse. De telles intensités ne se rencontrent que dans certains procédés industriels, en particulier pour la préparation de certains métaux par électrolyse.

La partie sur la stabilisation du courant a été moins réussie. Il était pourtant très facile d’y répondre en utilisant les résultats de la partie précédente : on a montré que la partie gauche du circuit est équivalente à un générateur unique ; il suffit donc de remplacer dans le schéma pour se ramener à un circuit à une seule maille. J’ai apprécié que quelques uns d’entre vous utilisent le théorème de Milmann pour répondre, d’autant qu’à chaque fois, la formule proposée était juste. Néanmoins dans ce circuit, Milmann menait à une formule nettement moins simple que l’équivalence Thévenin-Norton.

Régime transitoire

La première partie, autant dire une question de cours, a été bien réussie pour la partie équation différentielle. En revanche, la partie énergie a été plus folklorique : un certain flou artistique règne entre puissance et énergie. D’autre part, la question 3 a été a plupart du temps une catastrophe. Lorsqu’on arrive en régime permanent (après un temps très long), la bobine est totalement chargée et ne peut plus emmagasiner d’énergie supplémentaire ; l’énergie fournie par le générateur est alors entièrement dissipée par effet Joule dans la résistance. Il est facile de le montrer en calculant E0 fois i infini (puissance fournie par le générateur) et de vérifier que c’est bien égal à R fois le carré de i infini (puissance dissipée par effet Joule).

Pour ce qui est du second circuit, il suffisait évidemment de faire une équivalence Thévenin-Norton, et d’établir une analogie. Il faut cependant la faire complètement : constante de temps, équation-différentielle, solution, courant à l’infini. Presqu’aucune justification n’est nécessaire, sauf faire proprement l’équivalence Thévenin-Norton.

La formation de l’étincelle de rupture a été moins fructueuse. La question 7 a plutôt été du genre Bérézina qu’Austerlitz. La résistance R est en parallèle avec un fil ; elle est donc court-circuitée et aucun courant n’y passe. C’est facile de s’en assurer : la tension aux bornes de K est nulle (c’est un fil), donc celle aux bornes de R aussi et par la loi d’Ohm le courant à travers R est nul. Certains ont utilisé le diviseur de courant pour parvenir au même résultat.
Le reste ne présentait pas de difficulté, mais si la réponse à la question 7 était fausse, la condition à la limite pour résoudre l’équation différentielle était fausse aussi, d’où une solution fausse.

Pour terminer la formation de l’étincelle de rupture a lieu parce que la tension aux bornes de K peut devenir très grande. Il y a alors une différence de potentiel entre les deux bornes de l’interrupteur qui sont séparées par de l’air en position ouverte. Il se produit alors un éclair analogue à celui qu’on observe lors d’un orage.

Corrigé du devoir en temps limité de chimie n°3

Le devoir de chimie a été plutôt réussi, avec une moyenne de 10,4/20. Une note supérieure à 10 a été obtenue par 19 copies, et 6 ont entre 9 et 10.

La question sur la toxicité de l’ion cyanure a été soit bien comprise, soit totalement incomprise. Paraphraser le texte en disant qu’on a 50% de chance de mourir si on ingère 2,5 mg/kg n’est pas très informatif. On demandait de faire un calcul pour un être humain de masse donnée.
De même, la question sur le danger lié à la manipulation de l’ion cyanure a donné lieu à des réponses stéréotypées du genre : « Il faut manipuler avec des gants et des lunettes de protection et sous une hotte bien ventilée ». Ca, c’est la formule magique nécessaire pour réussir le bac, mais ce n’est pas de la science. Il fallait expliquer pourquoi c’est dangereux, et dans quelle condition. En effet, une solution d’ions cyanure n’est pas en soi dangereuse, sauf à la boire. En revanche, si la solution devient acide, HCN se forme (il est prédominant à pH<9,3) et peut se dégager sous forme de gaz, risquant d’intoxiquer le manipulateur.

Les questions de bon sens sur les charges (de l’ion cuivre dans CuCN ou de l’ion carbure dans CaC2) vous ont posé problème. Il s’agissait pourtant juste de faire un bilan des charges, sachant que les deux entités sont neutres. L’ion cyanure étant CN- et CuCN étant neutre, le cuivre est nécessairement Cu+. De même l’ion carbure est C2(2-) puisque le cation est Ca(2+).
De même les équations-bilan demandées ne nécessitaient que de lire l’énoncé attentivement et d’équilibrer les éléments et les charges. L’hydrolyse du cyanogène (CN)2 ne peut être correctement écrite que si on lit bien l’énoncé : elle ne forme pas que l’ion cyanate OCN-, mais aussi l’ion cyanure CN-.
Dans le même ordre d’idée, la comparaison de la polarisation des liaisons dans HCN et ClCN n’a d’intérêt que pour les liaisons qui diffèrent : H-C et Cl-C. Comparer les liaisons CN, qui sont identiques, n’est pas passionnant ! Il faut réfléchir et comprendre l’intérêt de la question avant d’y répondre.

Les questions sur les molécules cycliques vues comme une association d’un certain nombre de molécules identiques ont été scandaleusement sabotées. Quand on demande de vérifier que l’adénine est un pentamère de HCN, dire juste « C’est bon, je l’ai vérifié » est un peu léger. Soit on met en évidence sur un schéma les 5 molécules de HCN, soit on établit la formule moléculaire de l’adénine (C5H5N5). Cela aurait, je pense, évité que trop de copies n’affirment que la mélamine est un dimère de cyanamide, alors que c’est un trimère.

Je note, en revanche, que les raisonnements avec les molécules isoélectroniques sont très souvent corrects, ce qui est bien. Le raisonnement pas analogie est très fructueux pour la détermination des structures moléculaires.

L’essai du mois de décembre

Pour votre petit Noël, et histoire de joindre l’utile à l’agréable, vous pouvez commander au Père Noël un petit ouvrage intitulé La Terre avant les dinosaures de Sébastien Steyer, aux éditions Belin.

Ce livre porte sur les connaissances que nous avons sur le clade des tétrapodes, les animaux à 4 pattes, dont nous faisons partie au même titre que les dinosaures, qui sont apparus bien avant ces derniers il y environ 370 millions d’années.

J’ai trouvé ce livre intéressant à plus d’un titre. D’abord, il explique bien la démarche du paléontologue qui, à partir de fossiles, réussi à effectuer un classement par famille et un classement chronologique des différents animaux qui ont existé, sans oublier de souligner les incertitudes soulevées par les cas bizarres et les cas tordus.
Ensuite, il y a un certain humour dans la narration, ce qui évite la pédanterie qui menace souvent ce genre d’ouvrage. Très bien illustré, avec des références rigolotes et inattendues (par exemple à la Créature du Lagon noir, un film qui m’avait terrorisé quand j’étais môme).

En outre, les illustrations sont superbes, avec des machins pas croyables qui se boulottent allègrement.
Enfin, je ne peux pas m’empêcher d’admirer les chercheurs qui trouvent assez de foi dans leur travail pour imaginer l’allure d’une sorte de crocodile préhistorique de 8 mètres de long, à partir d’un fragment de machoire de 2 cm.

Très plaisant et très instructif. Un très bon livre d’une très bonne maison d’édition.

 

L’effet tunnel

Je suis tombé tout à fait par hasard sur le site intitulé Vers le nanomonde, alimenté par l’INPG, qui doit être l’Institut National Polytechnique de Grenoble (quoique je n’ai pu trouver sur le site la moindre information à propos de ses auteurs).

Ce site est très bien fait. On y trouve une multitude de renseignements sur les phénomènes et objets à l’échelle nanoscopique, par exemple sur l’effet tunnel dont j’ai parlé à plusieurs reprise, mais aussi sur les vitres autonettoyantes, le fonctionnement des CD ou des DVD, diverses techniques microscopiques, etc. Il y a aussi des « photos » d’objets biologiques (mouche, pissenlit) l’échelle du nanomètre (le terme photo ne doit pas faire pense à une photographie optique telle qu’on peut l’obtenir avec un appareil photo).