Pour ceux qui liront ce message, merci de faire passer très rapidement l’information à tout le monde.

En raison d’un problème de dernière minute, votre professeur de mathématiques n’est pas en mesure de faire le devoir de samedi.

En conséquence, l’ordre des deux prochains devoirs est inversé :
– samedi 03 avril (après demain) : physique-chimie
– samedi 10 avril : mathématiques.

Le programme du devoir de physique-chimie tient en 2 mots : optique et alcènes (ce qui inclut évidemment la stéréochimie et la délocalisation électronique).

La moyenne du devoir est de 9,7/20. La moyenne est atteinte par 20 copies, et 4 ont entre 9 et 10. Je trouve ce résultat en-dessous de ce que j’attendais. Le devoir comportait des questions très classiques, et d’autres un peu moins, et les questions classiques n’ont pas toujours été les plus réussies.

Dans la partie stéréochimie, il y a parfois confusion entre formes anomères alpha et beta, et énantiomères D et L. Ce n’est pas la même chose. Les deux formes anomères sont des diastéréoisomères, formés lors de la cyclisation d’un ose.

Le décompte des stéréoisomères possibles d’une molécule, connaissant le nombre d’atomes de carbone asymétriques, c’est du dénombrement. Il y en a 2^6 (et non 2×6 ou 6^2). D’autre part, je suis un peu navré du nombre d’erreurs dans la détermination des configurations absolues ; en particulier, la position des atomes d’hydrogène sur le cycle en conformation chaise est souvent fantaisiste !

Le squelette anthraquinone vous a posé problème. Montrer qu’il y a deux cycles aromatiques donc plans, c’est une chose, mais il faut aussi montrer que ces cycles sont dans le MEME plan, et ceci est dû à la conjugaison avec les groupes carbonyle. Dans ce genre de questions, un schéma avec une forme résonante mettant en évidence la délocalisation est plus démonstrative qu’une phrase filandreuse.

Le phénomène d’intercalation n’a pas été compris, mais c’est hors programme, et je n’ai évidemment pas compté énormément de point à cette question. Curieusement, la stéréochimie du cis-platine a été bien mieux comprise.

Je précise que le laetrile, dont il était question dans le sujet, est une substance dont l’efficacité thérapeutique est très controversée. Son action présumée est la suivante : elle libère du cyanure (le groupe CN se détache) et ceci principalement au niveau des cellules cancéreuses, faisant mourir ces dernières. Néanmoins, des effets indésirables ont été nettement mis en évidence : les patients présentent souvent des symptômes d’empoisonnement au cyanure ! En conséquence, les autorités américaines ont émis un avis négatif à l’utilisation de cette molécule. L’adryamicine est en revanche une substance à l’utilité avérée.

Le problèmes sur les atomes et molécules a été diversement réussi. La structure de Lewis de l’ion sulfate est connue de presque tous. En revanche, certains vont vraiment chercher des trucs pas croyables pour montrer que la molécule est totalement symétrique. Il suffit de montrer que toutes les liaisons sont équivalentes par mésomérie ; pour cela, écrire l’hybride de résonance, c’est bien, mais écrire les différentes formes limite, et les mouvements d’électrons correspondants, c’est encore mieux.

J’ai été fort surpris des acrobaties que vous avez déployées pour montrer que la multiplicité de la liaison SO dans SOCl2 et SO3 est différente, alors même qu’on donnait des longueurs de liaison quasiment identiques !

Concernant la force de l’acide benzènesulfonique, il suffit de montrer que la base conjuguée est très stable ; en effet, on peut en écrire plusieurs formes résonantes qui n’existent pas dans l’acide. Je ne comprends pas ceux qui écrivent que la base se forme facilement parce qu’elle est peu stable ! C’est absurde, car être peu stable signifie être d’énergie élevée, et il est impensable qu’une espèce se transforme spontanément en une espèce plus élevée en énergie.

L’aromaticité du naphtalène est un classique. Encore une fois, dire qu’il y a 10 électrons délocalisés sur toute la molécule est insuffisant. Il faut un schéma pour le montrer, deux formes limite suffisent.

Pour estimer la longueur de la chaine carbonée dans le SDS, je pense que seules 2 ou 3 copies ont pris en compte l’angle que font les liaisons CC entre elles. Toutes les autres ont fait comme si les liaisons étaient toutes alignées. Sans commentaire.

Pour conclure, je suis un peu déçu des résultats aux devoirs de physique et de chimie. La semaine après les vacances, je m’attendais à mieux !

Le devoir en temps limité de physique fait apparaitre deux groupes dans la classe : ceux qui connaissent bien leur cours, et ceux qui soit n’ont pas assez travaillé, soit n’ont pas réfléchi assez profondément à certaines subtilités de la thermodynamique. Il est indispensable de combler les lacunes avant qu’on ne commence la deuxième partie du cours de thermodynamique.
La moyenne est de 8,8/20. La moyenne est atteinte par 15 copies, et 4 ont entre 9 et 10.

L’exercice 1 est absolument catastrophique.

Il est satisfaisant de constater que tout le monde connait l’équation d’état d’un gaz parfait, l’expression de l’énergie interne d’un gaz parfait, et le premier principe. Il reste des imprécisions sur l’utilisation l’écriture, avec des mélanges entre dU et Delta U, et delta Q et Q, mais cela devrait s’arranger avec le temps et l’habitude. Cela ne m’inquiète pas.

En revanche, les trois quarts d’entre vous confondent adiabatique et isotherme. Cela est inadmissible. J’ai passé du temps à expliquer que chaleur et température ne signifient pas la même chose en physique. J’ai pris des exemples concrets où une transformation est adiabatique sans être isotherme (une maison parfaitement bien isolée avec un poele qui entretient un feu d’enfer voit sa température monter, alors qu’aucun échange de chaleur n’a lieu avec l’extérieur)). On a étudié en cours des bilans d’énergie dans le cas d’une transformation isotherme, et dans le cas d’une transformation adiabatique infiniment lente, et pour cette dernière, on a calculé une variation de température. On a tracé dans le diagramme de Clapeyron une isotherme et une adiabatique réversible, et ce n’est pas la même courbe (donc pas la même transformation). Il ne vous reste plus qu’à travailler le cours de façon plus approfondie.

La différence entre adiabatique et isotherme est fondamentale. On ne peut pas continuer le cours de thermodynamique, en particulier le cours sur les machines thermiques, si vous ne maitrisez pas cela. Il faut bien réfléchir à ce que ça veut dire concrètement, être isotherme et être adiabatique. Vous êtes isothermes (du moins si vous venez de la même planète que moi), mais vous ne cessez d’échanger de la chaleur avec le monde extérieur (en cette saison, vous en cédez).

L’exercice 2 est à peine mieux.

La détermination de la capacité thermique d’un bout de métal était quasiment identique à l’exercice n°2 de la feuille d’exercices sur les bilans d’énergie. Il y avait juste à rajouter le fait que le calorimètre n’est pas parfait. En outre, on a fait en cours un exercice assez semblable (sauf qu’il y avait 2 solides, au lieu d’un solide et un liquide).

C’est vrai que pour les phases condensées, U et H c’est quasiment pareil. Cependant, comme on travaille ici à P constante, on a Delta H = Q, et donc ici Delta H = 0. C’est mieux de raisonner avec H qu’avec U, ça montre qu’on a compris l’intérêt de la fonction enthalpie. On ne s’est pas foulé à la définir juste pour enquiquiner les étudiants, mais au contraire pour se simplifier la vie.

Je suis coupable d’avoir oublié Te dans la liste des paramètres en fonction desquels il fallait exprimer c0, mais cela n’aurait dû troubler personne connaissant son cours sur le sujet. Faites-vous un peu confiance, parfois ! je ne suis pas parfait, et il y a des coquilles dans mes énoncés. Il y en a aussi parfois dans les énoncés des sujets de concours !

Pour ce qui concerne la détermination de la chaleur latente de vaporisation, je ne dirais qu’une chose : alors même qu’il y avait des changements d’état dans le dernier devoir en temps limité et dans le dernier devoir en temps libre, je suis attéré de constater que les copies où la réponse à la question 6 est juste se comptent sur les doigts d’une main. A pression constante, s’il y a changement d’état d’un corps pur, la température est constante. Il n’y a rien d’autre à dire.

La moyenne du devoir se ressent du fait que vous avez privilégié la chimie au détriment de la physique, ce qui n’est pas un bon calcul. La thermodynamique mérite mieux que ça. La moyenne est donc de 9,3/20 (après un sérieux coup de pouce de ma part), 20 copies ont plus de 10, et 6 copies ont entre 9 et 10.

Les 7 premières questions étaient largement inspirées de l’épreuve de physique du concours Agro-Véto 2006 et du concours G2E 2006. On peut faire plusieurs remarques navrantes.

D’une part, la statique des fluides semble n’avoir jamais été vue pour certains. Je rappelle que le jour du concours, c’est sur le programme des deux années de prépa qu’il faudra être au point. Comme la quasi totalité de la classe connaissait l’équation locale de la statique des fluides (même si le reste du cours avait été oublié), il est incompréhensible que si peu de bons résultats aient été obtenus. La méthode pour intégrer une équation aussi simple devrait ne poser aucun problème. Je suis un peu désemparé par le fait que certain-e-s ont écrit sans se poser de question que P(z)=-rho gz. C’est sûr, à z=0, ça fait une pression nulle, mais on ne va pas chipoter pour si peu …

Je me demande également parfois si vous avez entendu parler de nombres négatifs. En quoi cela peut-il bien être gênant que les cotes des points sous le niveau de la mer soient négatives ? Quel besoin impérieux avez-vous de patouiller les signes pour que rien ne soit négatif ? Si c’est ensuite pour écrire que P(-10 m)=P0-P0=0, sans que ça vous trouble, c’est vraiment inquiétant ! Surtout quand certains ont le culot de conclure que, oui, effectivement, descendre de 10 m augmente la pression de P0. Ca s’appelle prendre ses désirs pour des réalités.

Je suis également un peu déçu du peu de bonnes réponses aux questions 5 à 7, en raison principalement de ce que la distinction entre pression partielle et pression totale ne soit pas maitrisée.

La question 3 a été assimilable à une sorte de Bérézina du bon sens. Justifier qu’on puisse supposer constante la température de l’océan en disant que c’est un thermostat, ça revient à dire que sa température est constante parce qu’elle est constante. On demandait juste un peu de bon sens : l’eau étant toujours liquide dans l’océan, sa température ne descend pas en-dessous de 0°C (en gros), et ne monte pas au-dessus d’environ 40°C. C’est donc somme toute, une plage de température restreinte. Cette question a donné lieu à quelques perles magnifiques :
–  » les océans ont des grandeurs de l’ordre du millier de kilomètres de profondeur » (sans commentaire),
– il y a des échanges entre l’univers et la surface des océans qui est très grande, or « nous savons que l’univers est un thermostat. Celui-ci amortit donc les variations de température de l’océan » (faux pour deux raisons : d’une part, la température moyenne de l’univers est d’environ 4 K, et d’autre part, la Terre n’est pas en équilibre avec l’extérieur de l’atmosphère),
– « on estime que la température baisse de 1°C tous les mètres » (mais alors, à -50m, la température a chuté de 50°C !).

Les questions 8 à 14 étaient directement inspirées du concours Agro-Véto 2006. Elles ont été paradoxalement mieux réussies que les premières questions, même si c’est loin d’avoir été parfait.

Il est évidemment très regrettable que trop d’entre vous aient oublié de convertir la masse molaire en kg/mol avant de l’utiliser dans l’équation des GP. Je rappelle que le kg est l’unité SI de la masse.
D’autre part, je rappelle que l’équation des GP est l’équation d’état d’un gaz, et ne peut donc en aucun cas être appliquée à une phase liquide !! Dans le même ordre d’idée, faire intervenir la masse volumique du butane liquide dans l’équation des GP ne peut pas avoir de sens !!

Plus du domaine de la broutille, dans le diagramme d’état, la pente de la courbe de fusion est très généralement positive, bien que l’eau soit une exception notable. D’autre part, dans le diagramme d’Andrews, l’isotherme critique a été tracé par la plupart d’entre vous sans qu’il soit fait mention de ce dont il s’agissait (écrire « isotherme à Tc » suffisait) ; d’autre part, le tracé d’un isotherme passant par la zone biphasique doit s’accompagner de la mention : T<Tc.
Enfin, on demandait de mettre en évidence la notion de palier de changement d’état. Mettre en couleur la partie horizontale de l’isotherme est un peu léger. Un petit commentaire sur le fait que, lors du changement d’état d’un corps pur, et la température et la pression restent constantes (Tvap et P* dans notre cas) aurait été parfait.

Pour finir, et afin que certains se rafraichissent les idées :
– la relation entre nombre de moles, masse et masse molaire est n=m/M (programme de seconde),
– la formule brute d’un alcane non cyclique est CnH2n+2 (programme de ?),
– le butane comporte 4 atomes de carbone (programme de ?) et non pas 5 ou 3.
Au-delà d’un certain stade, je jette l’éponge, et vous courez à la catastrophe. Aucun correcteur de concours ne peut lire avec bienveillance une copie avec ce genre d’horreurs. C’est du même niveau que ne pas savoir ce qu’est un acide nucléique ou la croûte terrestre.