École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Unité d’enseignement : PET · S3 · UE3 — Chimie analytique et minérale

  • Chimie minérale

    La chimie minérale (ou chimie inorganique ; UE3 — Chimie analytique et minérale, semestre 3) étudie les éléments chimiques et leurs composés non carbonés : leurs propriétés, la nature de leurs liaisons, l’organisation des solides cristallins et leurs réactions en solution aqueuse. Ces notions sont indispensables au technicien pétrolier : les roches réservoirs et les minéraux (quartz, calcite, argiles, halite, barytine) sont des solides inorganiques cristallisés ; les boues de forage sont alourdies à la barytine (BaSO4) ; les eaux de production contiennent des sels qui précipitent en dépôts (CaCO3, BaSO4) ; les gaz acides (H2S, CO2) corrodent les aciers. Le cours part de l’atome et de la classification périodique, puis traite la liaison ionique et covalente, les structures cristallines et enfin les réactions acido-basiques en solution, avec des TP guidés. Les constantes numériques utilisées sont des valeurs usuelles de tables à 25 °C.

    Objectifs d’apprentissage

    • Écrire la configuration électronique d’un élément et interpréter les propriétés périodiques.
    • Distinguer liaisons ionique, covalente et métallique ; prévoir la géométrie (VSEPR) et la polarité d’une molécule.
    • Calculer l’énergie réticulaire d’un cristal ionique (cycle de Born-Haber, formule de Born-Landé).
    • Décrire les réseaux cubiques et calculer compacité, coordinence et masse volumique d’un cristal.
    • Calculer le pH de solutions d’acides, de bases et de sels, et prévoir une précipitation à l’aide du produit de solubilité.

    Prérequis

    Chimie générale de S1 : structure de l’atome, mole, équations de réaction, notion d’équilibre chimique.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Atomes, classification périodique et propriétés des éléments
    2. Leçon 2 — Liaison ionique et liaison covalente
    3. Leçon 3 — Structures cristallines des solides inorganiques
    4. Leçon 4 — Réactions acido-basiques et précipitation en solution

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de CM, 6 h de TD, 4 h de TP, 20 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP, quiz, 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

    Bibliographie

    • P. Atkins, D. F. Shriver et al., Chimie inorganique, De Boeck.
    • N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann.
    • P. Atkins, L. Jones, Principes de chimie, De Boeck.
    • C. Housecroft, A. G. Sharpe, Chimie inorganique, De Boeck.

  • Chimie analytique

    La chimie analytique (UE3 — Chimie analytique et minérale, semestre 3) est la science de la mesure chimique : identifier les constituants d’un échantillon (analyse qualitative) et déterminer leurs quantités (analyse quantitative). Dans l’industrie pétrolière, elle est omniprésente : acidité des bruts et des huiles, composition du gaz naturel par chromatographie, dosage du fer et des sulfates dans les eaux de production, teneur en eau et en cendres des produits, contrôle qualité des carburants au laboratoire de la raffinerie SORAZ ou des dépôts. Le cours présente quatre familles de méthodes — titrimétrie acido-basique, chromatographie, spectrophotométrie, gravimétrie — avec leurs principes, leurs calculs et leur mise en œuvre au laboratoire à travers des TP guidés. Les normes citées (ASTM, ISO) sont données à titre de référence ; les modes opératoires officiels complets doivent être consultés au laboratoire.

    Objectifs d’apprentissage

    • Exprimer et calculer des concentrations, préparer et étalonner des solutions titrantes.
    • Réaliser et exploiter un titrage acido-basique (indicateur coloré et pH-métrie), y compris l’indice d’acidité d’un produit pétrolier.
    • Expliquer les principes de la chromatographie (CCM, CPG) et calculer rétention, efficacité, résolution et composition.
    • Appliquer la loi de Beer-Lambert et exploiter une droite d’étalonnage en spectrophotométrie UV-visible.
    • Conduire une analyse gravimétrique et utiliser le facteur gravimétrique.
    • Respecter les règles de sécurité et de qualité au laboratoire (traçabilité, blancs, répétabilité).

    Prérequis

    Chimie générale de S1 : mole, masse molaire, équations de réaction, équilibres acido-basiques et pH, stœchiométrie.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Titrage acido-basique
    2. Leçon 2 — Chromatographie
    3. Leçon 3 — Spectrophotométrie
    4. Leçon 4 — Méthodes gravimétriques

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP, 30 h de travail personnel (TPE) ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP notés et quiz, 40 %) et examen terminal écrit (60 %). La présence aux TP est obligatoire ; le port de la blouse, des lunettes et des gants est exigé.

    Bibliographie

    • D. C. Harris, Chimie analytique quantitative (trad. de Quantitative Chemical Analysis), De Boeck.
    • D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler, S. R. Crouch, Chimie analytique, De Boeck.
    • F. Rouessac, A. Rouessac, Analyse chimique : méthodes et techniques instrumentales, Dunod.
    • G. Charlot, Chimie analytique quantitative, Masson.