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Annale · 2021Session du 29 avril 2021

Chimie Mines-Ponts PC 2021 — sujet, corrigé et rapport jury

Synthèses du Zoapatanol et physicochimie des composés du zinc(II). Épreuve en deux parties bien distinctes regroupant 65 questions. La première partie (31 questions) étudie deux synthèses du Zoapatanol,… Sujet, corrigé Hadamard et synthèse rapport jury Mines-Ponts.

Mohamed K.

Mohamed K.

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Session 2021 :

ChimieInfoMaths IMaths II
Aperçu rapide

Top piège du sujet : Q3 — gêne stérique mal invoquée pour l'orientation d'époxydation

Analyse

Ce qu'a observé le jury

Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.

Présentation du sujet

Épreuve en deux parties bien distinctes regroupant 65 questions. La première partie (31 questions) étudie deux synthèses du Zoapatanol, molécule aux propriétés pharmacologiques (chimie organique : RMN, configurations absolues, époxydation, substitutions, organométalliques). La seconde partie (34 questions) aborde la physicochimie de composés du zinc(II) : équilibres en solution, oxydoréduction, cristallographie, réaction en phase solide, diagrammes binaires.…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IChimie organique — Synthèses du Zoapatanol (Q1-Q31)(Q1-Q31)Niveau attendu

    Configurations absolues (Q1), RMN avec couplages et déplacements (Q2), époxydation par peracide (Q3), saponification (Q7), réactions organométalliques (Q8-Q17), tosylates et SN (Q11), Dean-Stark et garde au CaCl2 (Q12), méthodes de séparation (Q15), oxydation ménagée vs poussée (Q16),…

  2. Partie IIChimie générale — solubilité et oxydoréduction du zinc (Q32-Q46)(Q32-Q46)Niveau attendu

    Solubilité du zinc(II) en solution (Q32-Q36) — approximation des solutions diluées posait souci, confusion Zn(OH)2(aq)/(s). Diagramme E-pH (Q37-Q40) — démarche d'assignation des domaines via figures rarement proposée.…

  3. Partie IIIChimie minérale — orbitales moléculaires et cristallographie (Q47-Q57)(Q47-Q57)Difficile

    Q47-Q52 : structure de [Zn(OH)4]²⁻, diagramme OM, géométrie VSEPR (les électrons d ne comptent pas comme valence). Q53-Q57 cristallographie peu prisée : décompte d'ions non compatibles avec l'électroneutralité, contact anion/cation rarement évoqué.

  4. Partie IVRéaction en phase solide et diagrammes binaires (Q58-Q65)(Q58-Q65)Difficile

    Q58-Q59 oxydoréduction en phase solide : confusion ΔrG° vs ΔrG comme critère d'évolution. Q60-Q65 diagrammes binaires solide/liquide ZnO/SiO2 — calculs de variance souvent omis, baclés ou trafiqués.

Analyse globale du jury

« L'épreuve proposée, qui ne recelait pas de difficultés particulières avec un ensemble des questions très accessible, a permis à de nombreux candidats de s'exprimer pleinement. Le jury félicite les candidats qui, par leur maîtrise des connaissances acquises, ont montré leur intérêt pour la chimie. À titre indicatif, la meilleure copie a correctement traité 80% de l'épreuve. Le jury encourage les candidats à ne négliger aucune partie du programme qui comprend aussi des domaines étudiés en 1ère année. La cristallographie semble être une partie peu prisée par de nombreux candidats malgré des questions récurrentes, bien balisées et souvent très accessibles. »

Top pièges sanctionnés

  • Q3 — gêne stérique mal invoquée pour l'orientation d'époxydation-1 pts

    « La gêne stérique ne peut pas expliquer l'orientation qui dans ce cas serait privilégiée sur la double liaison la plus dégagée. En revanche, les alcènes substitués sont connus pour réagir plus rapidement avec les sites électrophiles. »

  • Q6 — confusion activation vs protection de fonction-1 pts

    « De nombreux candidats confondent activation (c'est le cas ici) et protection de fonction. Développer la structure du groupement tosyle lors de son utilisation dans un mécanisme réactionnel est indispensable. »

  • Confusion Zn(OH)2(aq) et (s) — solubilité (Q32-Q35)-2 pts

    « La concentration volumique molaire d'une espèce solide n'a pas beaucoup d'intérêt thermodynamique et n'intervient pas dans l'expression de la solubilité d'une espèce en solution qui ne fait apparaître que les formes solubles. Notons aussi que la confusion entre Zn(OH)2(aq) et (s) a été récurrente dans les réponses des candidats. »

  • Cristallographie — décompte d'ions sans électroneutralité (Q53-Q57)-2 pts

    « Le jury s'étonne que de trop nombreux candidats se satisfassent d'un décompte d'ions non compatibles avec l'électroneutralité de la maille. Le contact anion/cation a été rarement évoqué. »

  • ΔrG° vs ΔrG — critère d'évolution (Q58-Q59)-2 pts

    « S'il est nécessaire d'utiliser les données thermodynamiques pour déterminer l'enthalpie libre standard ΔrG° de réaction de l'oxyde de zinc(II) avec la silice, c'est l'enthalpie libre ΔrG qui est le critère d'évolution permettant de justifier le sens d'évolution spontané d'un système de composition bien définie. »

  • Q65 — calculs de variance baclés ou trafiqués-1 pts

    « À la question 65, les calculs de variance sont souvent omis, baclés voire trafiqués. »

  • Lecture des annexes négligée-1 pts

    « Le jury encourage vivement les candidats à prendre connaissance de l'ensemble du sujet, en particulier du contenu des annexes qui contiennent des informations importantes pour la résolution de certaines questions. »

Chapitres clés à maîtriser

Chimie organique — RMN, époxydation, organométalliques
Équilibres en solution et oxydoréduction (diagrammes E-pH)
Cristallographie — coordinence, contact anion/cation
Diagrammes binaires solide/liquide et calcul de variance
Orbitales moléculaires et VSEPR

Ressources

Téléchargements

Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.

FAQ

Questions fréquentes — 2021

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