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Bac. Terminale S : les formules à connaître ! (#2)

Partie : Formules de Chimie

    12 mai 2013 à 17:52:32

    Salut,

    Le Bac. approche à grands pas, et je vous propose une liste de toutes les formules à connaître en classe de Terminale Scientifique. Il faut les connaître par cœur, parce que les exercices de physique-chimie ne sont jamais bien compliqués et souvent ne demandent qu'une connaissance parfaite du cours (et même essentiellement des formules) !

    La liste qui suit fait sans doute peur. Mais dans l'absolu, elles ne sont pas du tout compliquées à retenir ;)

    Les formules sont réparties en deux grandes parties, chacune postée sur un topic différent : la Partie 1 : Formules de Physique (cliquez ici pour y accéder) et la Partie 2 : Formules de Chimie (ce topic-même ;) ).

    Partie 2 : Formules de Chimie

    Quelques formules de base (#2)...

    Formules : Concentration, quantité de matière et volume

    \(c = \frac{n}{V}\) avec : \(c\) la concentration (en soluté apporté) ; \(n\) la quantité de matière de ce soluté ; \(V\) le volume de la solution dans laquelle on verse ce soluté.

    Formule : quantité de matière, nombre d'Avogadro et nombre d'objets

    \(n = \frac{N}{N_A}\) avec : \(n\) la quantité de matière ; \(N_A\) le nombre d'Avogadro ; \(N\) le nombre d'objets.

    Absorbance (Loi de Beer-Lambert)

    \(A=E\times l\times c\) avec : \(A\) l'absorbance (pour une longueur d'onde précise !) ; \(E\) le coefficient d'absorption molaire (pour cette longueur d'onde) ; \(l\) la largeur de la cuve ; \(c\) la concentration en espèce colorée (dont on mesure l'absorbance).

    Formule du coefficient d'absorption molaire à l'absorbance maximale

    \(E_{max}=\frac{A_{max}}{l\times c}\) avec : \(E_{max}\) le coefficient d'absorption molaire à absorbance maximale ; \(A_{max}\) l'absorbance maximale ; \(l\) la largeur de la cuve ; \(c\) la concentration en espèce dissoute.

    Si \(E_{ma})\ge10^3L/mol/cm\) alors l'espèce est très absorbante.

    Si \(E_{max}\le10^2L/mol/cm\) alors l'espèce est peu absorbante.

    Formule du nombre d'onde

    \(\sigma=\frac{1}{\lambda}\) avec : \(\sigma\) le nombre d'onde ; \(\lambda\) la longueur d'onde.

    Formule du temps de demi-réaction (cinétique et catalyse)

    \(x(t_{\frac{1}{2}}) = \frac{x_f}{2}\)  avec \(t_\frac{1}{2}\) le temps de demi-réaction ; \(x\) l'avancement ; \(x_{max}\) l'avancement maximal.

    Formules du pH, des ions oxonium, du produit ionique de l'eau, du \(pK_e\)

    Formules du pH et des ions oxonium

    \(pH = -log [H_3O^+]\) avec : \([H_3O^+]\) la concentration en ions oxonium.

    On peut donc aussi écrire cette formule (c'est des maths) :

    \([H_3O^+]= 10^{-pH}\)

    Formule du produit ionique de l'eau

    \([H_3O^+]\times [HO^-] = K_e\) avec : \([H_3O^+]\) la concentration en ions oxonium ; \([HO^-]\) la concentration en ions hydroxydes ; \(K_e\) le produit ionique de l'eau.

    Attention ! \(K_e\) est une constante ! Elle ne varie jamais (dans le cadre du Bac). En réalité, elles varient en fonction de la pression et de la température, mais inutile de retenir ceci si vous ne souhaitez pas faire de physique post-Bac ;)

    Formule du \(pK_e\)

    \(pK_e = -log(K_e)\) avec : \(K_e\) le produit ionique de l'eau.

    Attention ! \(pK_e\) est une constante ! Elle ne varie jamais (dans le cadre du Bac). En réalité, elles varient en fonction de la pression et de la température, mais inutile de retenir ceci si vous ne souhaitez pas faire de physique post-Bac ;)


    Notes concernant l'acidité, la neutralité et la basicité d'une solution aqueuse à la température de \(25^\circ C\)

    • Acide => pH compris entre 0 et 7 => \([H_3O^+] > [HO^-]\)
    • Neutre => pH égal à 7 => \([H_3O^+] = [HO^-]\)
    • Basique => pH compris entre 7 et 14 => \([HO^-] > [H_3O^+]\)

    Formules de la constante d'acidité d'un couple acido-basique, du \(pK_a\)

    Formule de \(K_a\)

    \(K_a = \frac{[H_3o^+]\times [A^-]}{[HA]}\) avec : \(K_a\) la constante d'acidité ; \([H_3O^+]\) la concentration en ions oxonium ; \([A^-]\) la concentration en base ; \([HA]\) la concentration en acide.

    Attention ! \(K_a\) est une constante ! Elle ne varie jamais (dans le cadre du Bac). En réalité, elles varient en fonction de la pression et de la température, mais inutile de retenir ceci si vous ne souhaitez pas faire de physique post-Bac ;)

    Formule du \(pK_a\)

    \(pK_a = -log(K_a)\)

    Attention ! \(pK_a\) est une constante ! Elle ne varie jamais (dans le cadre du Bac). En réalité, elles varient en fonction de la pression et de la température, mais inutile de retenir ceci si vous ne souhaitez pas faire de physique post-Bac ;)


    pH chez les "acides faibles-bases faibles"

    \(pH = pK_a + log(\frac{[A^-]}{[HA]})\)

    Précisions :

    • Si \([A^-] > [HA]\), alors l'espèce basique prédomine. Donc \(pH > pK_a\).
    • Si \([HA] > [A^-]\), alors l'espèce acide prédomine. Donc \(pH < pK_a\).
    • Si \([A^-] = [HA]\), alors \(pH = pK_a\).

    Formule de la conductivité-concentration

    \(\sigma = \sum^n_{i=1} \lambda _i [X_i]\) avec : \(\sigma\) la conductivité d'une solution ; \(\lambda\) la conductivité ionique molaire ; \([X_i]\) les concentrations des \(n\) ions de cette solution.

    Titrage : Formule de la quantité de réactif titré et de la quantité de réactif titrant à l'équivalence

    \(\frac{n_{A, i}}{a} = \frac{n_{B, e}}{b}\) avec : \(a\) et \(b\) les coefficients stœchiométriques de l'équation de la réaction support de titrage ; \(n_{A, i}\) la quantité de matière de réactif titré à l'état initial ; \(n_{B, e}\) la quantité de matière de réactif titrant à l'équivalence.

    Note : cette formule peut être retrouvée en utilisant un tableau d'avancement (mettant en évidence l'étape qu'est l'équivalence).

    Voilà ! Un bon paquet de formules à apprendre par cœur.

    Encore une fois, bonnes révisions, et j'espère que vous déchirerez au Bac de Physique-Chimie ! :pirate:

    -
    Edité par tcit 3 juin 2013 à 20:33:39

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    Étudiant en informatique | Baccalauréat : fiches de révision de Physique et de Chimie | Très bon tuto d'initiation à PL/SQL
    Anonyme
      12 mai 2013 à 19:25:33

      J'apprécie beaucoup l'initiative ^^

      Par contre, pour acide-base, c'est quand même pas juste un peu léger de se limiter à Hasselbach ? En même temps, je suis Belge, pas français, donc j'en sais rien, mais en temps qu'étudiant, je me sens quand même un peu violé.

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        12 mai 2013 à 19:36:26

        Heu Hasselbach ? C'est quoi ? x)

        Sinon, on n'a rien appris de plus en matière de formules, sur les acides/les bases !

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        Anonyme
          12 mai 2013 à 20:22:13

          Ah, oki. C'est le petit nom de la formule que t'as présenté, 

          \[pH = pK_a + \log{\left(\frac{[A^-]}{[HA]}\right)}\]

          ... Eh bien si ça suffit pour résoudre vos exercices, tant mieux ;)

          -
          Edité par Anonyme 12 mai 2013 à 20:23:15

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            23 mai 2013 à 18:02:33

            En même temps la chime au bac c'est un peu une blague. ^^

            D'ailleur je ne vois pas de chimie organique, as-t-elle était rayée du programme de terminale S ?

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            Comment écrire des maths sur ce forum : tuto - plus de symboles || plus d'excuses ^^
              24 mai 2013 à 15:31:58

              Oh que non.... Elle est même sacrément dégueulasse, avec le RMN du proton, les conformations (diastéréoisomère, tout cela...). :(
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                24 mai 2013 à 16:36:29

                ce serait bien d'avoir un PDF, merci en tout cas!
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                  24 mai 2013 à 22:09:21

                  Pour le temps de demi-réaction, même si on lit souvent que t = t(1/2) <==> x = 1/2 xmax , ne vaut-il pas mieux écrire que t = t(1/2) <==> x = 1/2 xf , dans le cas où la réaction n'est pas totale?
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                  Anonyme
                    24 mai 2013 à 22:27:26

                    Je chipote peut-être, mais ce ne serai pas plutôt \(x_{eq}\), alors ?
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                      24 mai 2013 à 23:28:58

                      Merci beaucoup pour ce sujet qui sera fort utile pour les révision bac. :D
                      Sinon pour les temps de demi-réaction, ça ne serait pas plutôt  t1/2(x)=1/2xfinal au lieu de x max? 
                      Merci d'avance et encore merci pour ce sujet. :)
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                        25 mai 2013 à 12:54:40

                        La durée d'une réaction étant souvent infini on définit le temps de demi-réaction comme le temps nécessaire à se que l'avancement atteigne la moitié de sa valeur asymptotique.

                        Cette valeur est bien l'avancement "final" c'est à dire celui qui serait atteint si la réaction était terminée. Or une réaction peut se terminer pour plusieurs raisons : les réactif peuvent avoir complètement disparu, on atteint donc un avancement maximal, autrement la réaction peut s'arreter en attegnant un équilibre dynamique, on mesure alors l'avancement d'équilibre.

                        Donc, même si l'objectif du bac est en quelque sorte de vous gaver de formules n'oubliez pas que l'important c'est de comprendre la notion qu'il y a derrière, attention aussi au \(x_{eq}\) qui peut se confondre avec l'équivalence.

                        Si vous voulez tout de même une formule à appliquer alors prenez celle-ci : \(x(t_{\frac{1}{2}})=\frac{x_{f}}{2}\)
                         qui sera adapté en fonction de la réaction traité en \(x_{eq}\) ou \(x_{max}\).

                        -
                        Edité par steph22 25 mai 2013 à 14:06:46

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                          25 mai 2013 à 17:05:31

                          D'accord, merci steph22 :) C'est vrai que pour chaque notion, on est un peu noyés sous une multitude de formule :/
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                            25 mai 2013 à 17:19:58

                            Je sais bien je l'ai passé l'an dernier. :p C'est pour çà que je précise, ce formulaire permet de représenter tout le programme de manière synthétique mais suppose de comprendre se qu'il y a dessous, je pense qu'il n'y a pas pire impression pour un correcteur que de voir les formules apprisent par cœur resortir hors contexte. Je crois que l'une des pires c'est, dans le cas d'un titrage \(C_{A}V_{A}=C_{B}V_{B}\) (que l'on doit apprendre en seconde si j'ai bon souvenir) appliqué sans démonstration çà a toute les chances d'être foireux, la bonne étant celle donnée plus haut.
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                              26 mai 2013 à 20:00:59

                              Juste ce qu'il me fallait ! Un ÉNORME MERCI ! :D
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                                1 juin 2013 à 21:14:02

                                Hello,

                                Désolé pour le retard (épreuves d'oral LV1 et LV2),

                                @bluefish63 : "ce serait bien d'avoir un PDF, merci en tout cas! " => il me semble que le rendu n'est pas parfait en PDF, le mieux est encore d'imprimerviaChrome. C'est vrai que ce serait bien que le SdZ permette d'imprimer le contenu d'un message d'un topic sur une page entière.

                                Concernant la formule de demie-réaction, souhaitez-vous que je remplace \(x_{max}\) par \(x_f\) ?

                                Sinon, comme l'a très bien indiqué steph22, apprendre ces formules par coeur/lire cette liste ne suffit pas, il faut aussi bien connaître le cours, les notions.

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                                Étudiant en informatique | Baccalauréat : fiches de révision de Physique et de Chimie | Très bon tuto d'initiation à PL/SQL
                                  1 juin 2013 à 21:25:23

                                  La formule la plus générale est avec \(x_f\) car elle ne contient aucunes indication sur la nature de la transformation, et tant qu'à faire remplace ton \(t_{\frac{1}{2}}\Leftrightarrow\) qui n'a pas vraiment de sens par \(x(t_{\frac{1}{2}})=\frac{x_f}{2}\) qui est plus rigoureux. ;)

                                  -
                                  Edité par steph22 1 juin 2013 à 21:26:53

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                                  Comment écrire des maths sur ce forum : tuto - plus de symboles || plus d'excuses ^^
                                    Staff 2 juin 2013 à 0:36:19

                                    Je pense que la section sur le pH des solutions est un peu légère, comment tu fais pour calculer le pH d'une solution d'un acide faible, d'une base faible, d'un acide fort, d'une base forte, d'une solution tampon (mélange d'un acide + sa base conjuguée) ou encore d'une solution d'un ampholyte (produit à la fois une base et un acide comme l'ion hydrogénocarbonate) avec juste une formule ? Celle donnée ici ne peut s’appliquer qu'aux tampons, il faut connaitre les quantités d'acide et de base conjuguée à l'équilibre pour s'en servir.

                                    -
                                    Edité par Akio 2 juin 2013 à 0:46:11

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                                    Anonyme
                                      2 juin 2013 à 9:49:55

                                      J'ai déjà fait la remarque, mais on m'as répondu que c'était suffisant pour le Bac, donc ... ^^
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                                        2 juin 2013 à 10:18:37

                                        Salut,

                                        Je modifierai vers midi la formule de demi-réaction, merci d'avoir apporté cette précision :)

                                        Sinon, pour les formules concernant le pH : je les ai toutes listées. Peut-être que le programme de Terminale S vulgarise/simplifie beaucoup tout ce domaine ?

                                        Pouvez-vous taper quelques formules qui, selon vous, devraient être ajoutées à la liste ? Je vous dirai si elles font partie de notre programme. Le cas échéant, je les rajouterai bien sûr !

                                        Sinon, je les ajouterai après le Bac., en précisant qu'elles sont hors-programme (2012/2013). ^^

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                                        Anonyme
                                          2 juin 2013 à 12:45:29

                                          Ben, en gros :

                                          - acide fort :

                                          \[pH = - \log{[H_3O^+]}\]

                                          - acide faible  :

                                          \[pH = \frac{1}{2} \left(pK_a - \log{(C_a)} \right)\]

                                          - base forte :

                                          \[pH = 14 + \log{C_b}\]

                                          - base faible :

                                          \[pH = 7 + \frac{1}{2}\,\left(pK_a + \log{C_b}\right)\]

                                          ... En ne tenant pas compte des cas limites (faible concentration en acide/base ou pKa très faible/très fort)

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                                            2 juin 2013 à 15:04:18

                                            Es-tu sûr que les formules du "coefficient molaire à l'absorbance maximale" sont au programme ? Des amis en terminale l'an dernier m'en avaient parlé, mais jamais en un an nous n'avons travaillé cette notion. A confirmer bien sûr !

                                            Sinon, c'est un excellent travail que tu as fait là. Ça permet de bien cerner les connaissances requises :)

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                                              Staff 2 juin 2013 à 15:14:12

                                              Pour compléter les formules de pierre, il manque encore le pH d'un ampholyte :

                                              \(pH = \frac {1}{2}(pKa_1 + pKa_2)\)

                                              où \(pKa_1\) et \(pKa_2\) sont les constantes des deux couples aux quels appartient l'ampholyte.

                                              -
                                              Edité par Akio 2 juin 2013 à 15:14:26

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                                                2 juin 2013 à 15:39:27

                                                Hello,

                                                La seule formule qui est présente dans notre programme, c'est celle-là : \(pH = -log[H_3O^+]\).

                                                Les autres sont hors-programme, je les rajouterai après le Bac dans un encadré particulier.

                                                Je modifierai la liste ce soir (j'ai eu un contre-temps à midi, et je ne suis pas vraiment dispo cette aprem désolé :/).

                                                @Albinos  : la formule du "coefficient molaire à l'absorbance maximale" est à connaître, elle est très simple à retenir :)

                                                Merci à vous tous pour vos remarques/suggestions, ça permet d'accroître sans cesse la qualité de cette liste !

                                                Edit : la formule du pH avec la concentration en ions oxoniums est déjà présente dans la liste ;)

                                                -
                                                Edité par Nohak_ 2 juin 2013 à 15:46:42

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                                                  Staff 2 juin 2013 à 18:35:27

                                                  Pourtant, dans le programme des séries scientifique, y'a bien "Calculer le pH d’une solution aqueuse d’acide fort ou de base forte de concentration usuelle." dans la colonne compétence exigible. Et pour ce qui est des solutions tampons, il y a juste "Extraire et exploiter des informations pour montrer l’importance du contrôle du pH dans un milieu biologique". 

                                                  http://cache.media.education.gouv.fr/file/special_8_men/99/0/physique_chimie_S_195990.pdf

                                                  Et autre chose, il faut pas oublier qu'on peut vous demander des choses du programme de première ou de seconde, et je ne vois aucune formule sur la radioactivité.

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                                                    2 juin 2013 à 20:46:03

                                                    En terminale le chapitre sur la radioactivité est considéré comme de la physique pas de la chimie.
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                                                    Comment écrire des maths sur ce forum : tuto - plus de symboles || plus d'excuses ^^
                                                      Staff 2 juin 2013 à 21:18:31

                                                      Justement, j'ai lu le post-it du forum physique aussi. Mais pour moi ça reste plus de la chimie, c'est pour ça que je dis ça ici.

                                                      -
                                                      Edité par Akio 2 juin 2013 à 21:19:17

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                                                        2 juin 2013 à 21:36:18

                                                        C'est pas de la chimie, pour moi. La chimie, c'est tout ce qui touche aux électrons, et aux électrons only : on ne considère jamais les propriétés du noyau ni sa "réactivité", qu'on considère d'ailleurs comme fixe et inerte dans la plupart des domaines en chimie, en conséquence de quoi la radioactivité échappe à la chimie : un proton, c'est jamais qu'un noyau sans électron. C'est bien une technique de traçage comme une autre, mais elle nous vient des physiciens (et justifie entre autre les 30 crédit de physique que je me suis mangé en première et deuxième à l'unif).

                                                        Mais pour ne pas faire trop de HS : de toute façon, les formules que Akio et moi on a donné, ce n'est que des dérivées de celles de base et y'a moyen de s'en sortir sans, d'ailleurs sans trop d'erreurs graves, à conditions de trouver la réaction prépondérante. En conséquence de quoi je peux comprendre qu'elle ne soient pas "au programme", même si pour aller vite, ça marche très bien ;)

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                                                          3 juin 2013 à 6:54:20

                                                          Çà devient de la chimie quand on étudie çà comme des réaction de premier ordre (SN1 etc.) mais sinon je rejoint pierre_24 sur le fait que la chimie s'intéresse aux échanges d'électrons.
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                                                          Comment écrire des maths sur ce forum : tuto - plus de symboles || plus d'excuses ^^
                                                            3 juin 2013 à 8:28:54

                                                            Mauvaise nouvelle : je n'arrive pas à modifier mon message (celui qui contient la liste !), c'est un beug du SdZ on dirait.

                                                            Si un modérateur passant par là pouvait s'en occuper, ce serait sympa de sa part :/

                                                            La modif' à apporter est : \(x(t_{\frac{1}{2}}) = \frac{x_f}{2}\) à la place de la formule de temps de demi-réaction que j'ai écrite.

                                                            Merci d'avance !

                                                            Et sinon, @steph22, pierre_24 et Akio : la malchance de tomber sur une notion comme la radioactivité, de Première/Seconde, est nulle... Au passage, il n'y a pas de radioactivité en Term ! :soleil:

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                                                            Étudiant en informatique | Baccalauréat : fiches de révision de Physique et de Chimie | Très bon tuto d'initiation à PL/SQL
                                                              Staff 3 juin 2013 à 12:54:45

                                                              Dans ce cas, J'aimerai qu'un physicien m'explique comment on dose le molybdène 93 dans du sodium ... pas sure qu'on en trouve un facilement, par contre, un chimiste, c'est plus probable.

                                                              La chimie nucléaire ça existe et c'est ce que j'ai fait pendant 1 an.

                                                              Et sinon, les chances de tomber dessus sont peut être nulles, mais c'est quand même tombé l’année dernière pour l’Afrique du nord.

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                                                              Bac. Terminale S : les formules à connaître ! (#2)

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