Le concours général STL-CLPI

Page actualisée le 02 juin 2008

Nouveautés

Concours général STL-CLPI 2008
Écrits du CG-2008

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L’ACIDE ACETIQUE ET LES DERIVES D’ACIDES
Le nom de l’acide acétique dérive du mot latin «acetum » qui désigne le vinaigre. L’acide acétique fut distillé pour la première fois à partir du vinaigre par l’alchimiste perse Jabir Ibn Hayyan, plus connu sous la forme latinisée de son nom Geber (721-815). On doit au chimiste allemand Hermann Kolbe en 1847 la première synthèse de l’acide acétique à partir d’espèces inorganiques, le dichlore et le disulfure de carbone. Aujourd’hui, l’acide acétique est essentiellement produit de façon synthétique, par carbonylation du méthanol. La fermentation bactérienne ne concerne plus que 10 % de la production : elle demeure toutefois importante pour la fabrication de vinaigre, car dans la plupart des pays la loi stipule que le vinaigre à usage alimentaire doit être d’origine biologique. La demande mondiale d’acide acétique est d’environ 6,5 millions de tonnes par an. Le groupe acétyle, dérivé de l’acide acétique, est fondamental pour la biochimie de pratiquement toutes les formes de vie. À la différence des acides gras, l’acide acétique n’apparaît pas dans la formation de triglycérides naturels. Il existe toutefois un triglycéride artificiel de l’acide acétique, la triacétine ou triacétate de glycéryle, qui est couramment utilisé comme additif alimentaire, dans les cosmétiques et certains médicaments.
Dans ce sujet, nous allons étudier quelques propriétés de l’acide acétique, des acides carboxyliques et de leurs dérivés :
• partie A Chimie inorganique : Etude et comparaison des propriétés acido-basiques de différentes espèces en solution aqueuse et en milieu acétique.
• partie B Chimie organique : Quelques acides et leurs dérivés en chimie organique.
• partie C Génie chimique : Fabrication industrielle de l’acide acétique.

PARTIE A - CHIMIE INORGANIQUE : cg_inorga_08.pdf ; cg_inorga_08.zip

ÉTUDE ET COMPARAISON DES PROPRIÉTÉS ACIDO-BASIQUES DE DIFFÉRENTES ESPÈCES EN SOLUTION AQUEUSE ET EN MILIEU ACÉTIQUE
Le sujet de chimie inorganique comporte trois parties indépendantes :
• Etude générale du comportement acido-basique du chlorure d’hydrogène et du bromure d’hydrogène
• Etude des propriétés acido-basiques de l’acide acétique en milieu aqueux
• Etude du comportement acido-basique du chlorure d’hydrogène et du bromure d’hydrogène en milieu acétique

PARTIE B - CHIMIE ORGANIQUE : cg_orga_08.pdf ; cg_orga_08.zip

QUELQUES ACIDES ET LEURS DERIVES EN CHIMIE ORGANIQUE

1. De l’acide acétique à l’aspirine : 1.1. L’acide acétique : structure et effets électroniques ; 1.2. L’acide acétique : réactivité ; 1.3. L’acide acétique : solvant ; 1.4. L’anhydride acétique.
2. Les acides gras : 2.1 Généralités ; 2.2 Les acides gras de l'huile de colza
3. Quelques acides naturels importants : 3.1. L’acide lactique ; 3.2. L’acide tartrique
4. Un polymère dérivé d’acide : le polyméthacrylate de méthyle

PARTIE C - GENIE CHIMIQUE : cg_gc_08.pdf ; cg_gc_08.zip
Fabrication industrielle de l'acide acétique

Annexe I Schéma du réacteur de carbonylation
Annexe II Caractéristiques des lignes d'écoulements
Annexe III Données thermodynamiques
Annexe IV Courbes caractéristiques de la pompe centrifuge et du réseau

Travaux pratiques : cg_tp_08.pdf ; cg_tp_08.zip
Voyage dans un pot de peinture …
Les empreintes laissées par l’homme sur les parois des grottes, sont les plus anciens témoignages de l’utilisation des peintures par les civilisations préhistoriques. Ainsi, les analyses physico-chimiques réalisées sur les peintures rupestres de la grotte de Chauvet dans le sud de la France ont permis de révéler leur âge : 35 000 ans ! 2 Mais qu’est-ce qu’une peinture ? On sait que les hommes du paléolithique se servaient de mélanges d’argiles colorées, de suie (les pigments) et de graisses (les liants) pour orner leur corps et décorer leurs grottes : ils ne connaissaient alors que deux couleurs, le rouge et le noir. L’art pharaonique, puis l’antiquité grecque et romaine, ont permis de diversifier les constituants des peintures, et de multiplier les couleurs : le bleu « divin » de la poudre de lapis-lazuli (les premières couleurs bleues ornaient les sarcophages égyptiens), la pourpre de Tyr (extraite d’un mollusque, le murex), symbole du pouvoir à Rome, et la garance, cultivée par les grecs et les romains pour extraire de ses racines un colorant rouge très vif, l’alizarine. L’armée française employait encore abondamment l’alizarine pour la teinture des uniformes avant la seconde guerre mondiale … Les pigments et le liant sont donc des constituants importants des peintures : les pigments apportent la couleur, le liant (en général une résine) joue le rôle de « ciment » de la peinture, il permet la cohésion des pigments et l’adhérence de la peinture sur le support. Mais bien d’autres matières premières entrent dans la composition d’une peinture : le solvant, les charges (poudres transparentes permettant d’apporter de la consistance au mélange), et divers additifs (épaississants, dispersants, antimousses, biocides …). Le rôle des peintures est de protéger et de décorer un support, mais les progrès réalisés dans le domaine de la formulation permettent de leur demander toujours plus : peintures anti-odeurs qui purifient l’air dans le métro, peintures anti-acariens ou peintures thermorégulatrices dans les maisons, peintures de façades autonettoyantes, peintures auto-cicatrisantes sur les carrosseries de voitures, peintures poudres et peintures électrostatiques dans l’industrie …

PARTIE A : CHIMIE ORGANIQUE
Synthèse d’un pigment, l’auréoline, et recristallisation d’un colorant.

1 Synthèse d’un pigment jaune : l’auréoline : 1.1 Mode opératoire ; 1.2 Caractérisation IR
2 Recristallisation du 1,3-diphényltriazène : 2.1 Recristallisation ; 2.2 Chromatographie sur couche mince ; 2.3 Questions

PARTIE B : CHIMIE INORGANIQUE
Détermination, par deux techniques différentes, de la concentration en cobalt d’une solution S obtenue par dissolution et réaction d’auréoline dans l’acide nitrique

On se propose de déterminer la concentration en cobalt dans une « solution d’auréoline ».

1. Etalonnage d’une solution d’EDTA disodique par pesée de sulfate de nickel hexahydraté
2. Dosage potentiométrique à courant nul des ions Co²⁺ de la solution S par la solution d’EDTA disodique
3. Dosage des ions Co²⁺ de la solution S par spectrophotométrie d’absorption atomique

Concours général STL-CLPI 2007

Écrits du CG-2007

Introduction : cg_intro_2007.pdf ; cg_intro_2007.zip
L’AZOTE ET LES COMPOSÉS AZOTÉS
Les composés azotés sont connus depuis l'antiquité, mais ce n’est qu’en 1772 qu’un médecin écossais Daniel Rutherford a réussi à isoler l’azote de l’air. Le nom azote a été attribué quelques années plus tard par le chimiste français Antoine Lavoisier : azote, composé de a- (privatif) et du radical grec ζωτ-, « vivant », signifie « privé de vie », par opposition à l’oxygène qui entretient la vie des animaux. Le symbole chimique N dérive, quant à lui, de l’ancien nom latin « nitrogenium », provenant lui-même du grec « nitron gennan », qui signifie « formateur de salpêtre » (nitrate de potassium). Aujourd'hui, le diazote gazeux est généralement obtenu par liquéfaction de l'air, dont il est le principal constituant. La production mondiale est d'environ 150 millions de tonnes par an. Il est utilisé très fréquemment pour créer des atmosphères inertes et protéger de l'oxydation certains composés réactifs (sodium par exemple) ou sensibles à l'oxydation (aliments, composés organiques). Contrairement aux gaz inhibiteurs chimiques halogénés, il ne présente aucun effet nocif pour l'environnement (effet de serre, couche d'ozone). Le diazote liquide est souvent employé en cryogénie, par exemple dans le domaine médical pour traiter des tumeurs ou conserver des tissus. L’ammoniac est le principal composé azoté, utilisé dans l’industrie pour la fabrication d’engrais, d’explosifs et de polymères. Dans ce sujet, nous allons étudier quelques propriétés et synthèses de composés inorganiques et organiques azotés :
- partie A Chimie inorganique : Les propriétés complexantes des molécules comportant des atomes d’azote.
- partie B Chimie organique : De l’ammoniac au diazépam, de l’acide nitrique au musc ambrette.
- partie C Génie chimique : Fabrication industrielle de l’ammoniac.
PARTIE A - CHIMIE INORGANIQUE : cg_inorga_2007.pdf ; cg_inorga_2007.zip
LES PROPRIÉTÉS COMPLEXANTES DES MOLÉCULES COMPORTANT DES ATOMES D’AZOTE

Le sujet de chimie inorganique comporte trois parties indépendantes consacrées à différentes propriétés complexantes de l’atome d’azote :
• Caractères généraux de l’élément azote
• Complexes du cuivre : étude de la stabilité de l’ion cuivreux
• Complexes du cobalt : effet hypsochrome des ligands.

PARTIE B - CHIMIE ORGANIQUE : cg_orga_2007.pdf ; cg_orga_2007.zip
DE L’AMMONIAC AU DIAZÉPAM, DE L’ACIDE NITRIQUE AU MUSC AMBRETTE

L’ammoniac est très présent dans l’industrie des engrais avec notamment la synthèse de l’urée et autres composés inorganiques. Divers produits organiques tels que les amides, les amines, les nitriles sont issus de réactions impliquant l’ammoniac. L’ammoniac est aussi à l’origine de l’acide nitrique présent dans l’industrie des explosifs et de l’acide adipique qui permet de synthétiser le Nylon. Les rétrosynthèses font souvent appel à l’ammoniac ou l’acide nitrique : les synthèses du diazépam ou du musc ambrette en sont deux exemples. Le sujet de chimie organique comporte deux parties indépendantes : • Synthèses à partir de l’ammoniac • L’acide nitrique en chimie organique

1. A partir de l’ammoniac - 1.1. Synthèse de l’urée - 1.1.1. La première synthèse de l’urée par Wöhler - 1.1.2. Synthèse industrielle - 1.1.3. Résines urée-formol - 1.2. Synthèse de l’acrylonitrile - 1.2.1 L’acrylonitrile (propènenitrile) - 1.2.2. L’obtention de l’acrylonitrile - 1.2.3 Utilisation de l’acrylonitrile - 1.3 Synthèse d’un amide - 1.3.1. Obtention d’un amide à partir d’un chlorure d’acide ou d’un anhydride - 1.3.2. Application à la synthèse de l’acétanilide - 1.4. Synthèse d’une amine - 1.4.1. L’ammoniac est à l’origine des amines par réaction avec un alcool ou un dérivé monohalogéné - 1.4.2. Application : synthèse du diazépam - 2. A partir de l’acide nitrique - 2.1. L’acide nitrique oxydant : l’acide adipique - 2.2 L’acide nitrique acide : la nitroglycérine - 2.3 L’acide nitrique, agent nitrant : nitration
PARTIE C - GENIE CHIMIQUE : cg_gc_2007.pdf ; cg_gc_2007.zip
Fabrication industrielle de l'ammoniac

Annexes :
cg_gc_annexes_I_II_IV.pdf ; cg_gc_annexes_I_II_IV.zip
cg_gc_2007_annexe_III.pdf ; cg_gc_2007_annexe_III.zip

Annexe I : Schéma de principe de l'installation de synthèse de l'ammoniac
Annexe II : Colonne d’absorption de l’ammoniac de la ligne de purge
Annexe III : Courbe d'équilibre liquide-gaz de NH₃Annexe IV : Régulation de rapport

Travaux pratiques :
LE BOROHYDRURE DE SODIUM : cg_tp_2007.pdf ; cg_tp_2007.zip

Le borohydrure de sodium, aussi appelé tétrahydruroborate de sodium, est un solide blanc de formule brute NaBH₄, qui se présente souvent sous forme de poudre. C’est un agent réducteur utilisé notamment dans l’industrie pharmaceutique. Le borohydrure de sodium est également utilisé dans des piles à combustible expérimentales (DBFC, acronyme de l'expression anglaise Direct Borohydride Fuel Cell) comme stockage de l’élément hydrogène. Il est relativement intéressant d'un point de vue environnemental, puisqu'il se dégrade rapidement en sels inertes lorsqu'il est rejeté dans la nature. Le dihydrogène peut être regénéré par décomposition catalytique de la solution aqueuse de borohydrure de sodium, selon la réaction suivante : NaBH₄ + 2 H₂O = NaBO₂ + 4 H₂. Le borax NaBO₂, qui est également produit par cette décomposition catalytique, est relativement inerte et non toxique : c'est un détergent commun et un additif pour savons. Le borax peut être ré-hydrogéné au moyen de différentes techniques, certaines d'entre elles ne nécessitant que de l'eau et de l'électricité ou de la chaleur. Ces techniques sont toujours en développement actif. Les DBFC pourraient être produites de manière moins onéreuse que les piles à combustible traditionnelles, ne nécessitant pas de catalyseurs comme le platine, et produisant plus d'énergie par unité de masse que ces dernières.

PARTIE A : CHIMIE ORGANIQUE
Réduction du camphre par le borohydrure de sodium : synthèse de l’isobornéol
PARTIE B : CHIMIE INORGANIQUE
Dosages d’une solution de borohydrure de sodium

1 - Étalonnage d’une solution de thiosulfate de sodium par potentiométrie à courant nul.
2 - Détermination du degré de pureté du borohydrure de sodium commercial, par dosage volumétrique faisant intervenir la solution de thiosulfate de sodium préalablement étalonnée.
3 - Dosage volumétrique de la solution de borohydrure de sodium par une solution d’eau de Javel

Concours général STL-CLPI 2006

Écrits du CG-2006

Introduction : cg_intro_06.pdf ; cg_intro_06.zip
LE CHLORE ET LES COMPOSES CHLORES
Dans ce sujet, nous allons étudier quelques propriétés et synthèses de composés inorganiques et organiques chlorés : - partie A Chimie inorganique : Le chlore en chimie inorganique - partie B Chimie organique : Les composés organochlorés naturels et synthétiques - partie C Génie chimique : La production du chlorure de vinyle
PARTIE A - GENIE CHIMIQUE : cg_gc_06.pdf ; cg_gc_06.zip
Production de chlorure de vinyle monomère
1. Description de l'étape de chloration de l'éthylène
2. Bilan matière dans le réacteur A
3. Bilan thermique
4. Etude des aéroréfrigérants
4.1. Dimensionnement des aéroréfrigérants
4.2. Choix du mode de ventilation
4.3. Contrôle et régulation de la température sur les aéroréfrigérants
Annexes : cg_gc_anx_06.pdf ; cg_gc_anx06.zip
Annexe I : Schéma du procédé de chloration de l'éthylène
Annexe II : Caractéristiques des lignes d'écoulement et données : procédé de chloration de l’éthylène
Annexe III : Aéroréfrigérants
PARTIE B - CHIMIE INORGANIQUE : cg_ci_06.pdf ; cg_ci_06.zip
Le chlore en chimie inorganique Le sujet de chimie inorganique comporte quatre parties indépendantes consacrées à différentes formes du chlore en chimie inorganique et à l’étude thermodynamique d’une réaction impliquant des composés chlorés.
1. l’élément chlore dans les espèces chimiques inorganiques
2. l’étude d’une eau de chlore
3. la détermination du titre d’une eau de Javel
4. la réaction d’obtention du chlorure de vinyle par craquage du 1,2-dichloroéthane
PARTIE C - CHIMIE ORGANIQUE : cg_co_06.pdf ; cg_co_06.zip
Les composés organochlorés naturels et synthétiques
Le sujet de chimie organique comporte plusieurs parties indépendantes :
1. Les composés organochlorés naturels ;
2. Les composés organochlorés synthétiques :
- les organochlorés volatils ;
- le chlorure de vinyle ;
- les organochlorés aromatiques.

Travaux pratiques : cg_tp_06.pdf ; cg_tp_06.zip
AUTOUR DE L’ELEMENT FER

PARTIE A - CHIMIE ORGANIQUE
PARTIE A : CHIMIE ORGANIQUE Acylation du ferrocène
I. Présentation
II. Données physico-chimiques et sécurité
III. Mode opératoire
1. Synthèse de l’acétylferrocène - 2. Isolement du produit brut - 3. Purification du produit brut - 4. Analyse du produit purifié
IV. Questions
1. Synthèse et purification de l’acétylferrocène - 2. Rendement de la synthèse - 3. Chromatographie sur couche mince - 4. Recristallisation - 5. Contrôle de la pureté du produit
FEUILLE DE RESULTATS DE CHIMIE ORGANIQUE
PARTIE B - CHIMIE INORGANIQUE
Détermination de la teneur en fer d’un minerai : la minette lorraine
I. Etalonnage d’une solution d’EDTA disodique par une solution d’ions Zn²⁺
II. Dosage potentiométrique des ions Fe³⁺ de la solution (S) par la solution d’EDTA disodique
III. Dosage des ions Fe³⁺ de la solution (S) par spectrophotométrie d’absorption moléculaire
FEUILLE DE RESULTATS DE CHIMIE INORGANIQUE

Concours général STL-CLPI 2005

Écrits du CG-2005

Introduction : cg_05_intro.pdf ; cg_05_intro.zip
THÈME GÉNÉRAL : DU GAZ DE LACQ AUX MOLECULES DE LA VIE
Dans ce sujet, nous allons étudier les différents aspects de la transformation du gaz de Lacq en soufre, acide sulfurique et molécules organiques et biologiques soufrées : - partie A Génie chimique : Du gaz de Lacq au soufre ; procédés de désulfuration du gaz naturel et de fabrication du soufre par la réaction de Claus ; - partie B Chimie inorganique : Du gaz de Lacq à l’acide sulfurique ; thermodynamique et cinétique des différentes réactions mises en oeuvre et propriétés des espèces formées ; - partie C Chimie organique : Du gaz de Lacq aux molécules de la vie ; structures et réactions de synthèse des mercaptans aux molécules soufrées vitales ou utilisées au quotidien.
PARTIE A - GENIE CHIMIQUE : cg_05_gc.pdf ; cg_05_gc.zip
Le soufre est obtenu après deux étapes : Désulfuration du gaz par absorption à la diéthanolamine (DEA) des gaz acides (H₂S et CO₂) contenus dans le gaz naturel, Réaction de Claus sur l’hydrogène sulfuré H2S présent dans les gaz acides. Une fraction supplémentaire du soufre contenu dans le gaz naturel peut être également récupérée par traitement des gaz résiduaires provenant des "usines à soufre" où a lieu la réaction de Claus ; à Lacq, ce traitement consiste à déplacer l'équilibre en travaillant à basse température : c'est le procédé "Sulfreen". Nous nous intéresserons dans ce sujet à la première étape de la production du soufre et à une partie de la deuxième étape.
1. Description du procédé - 1.1. Désulfuration du gaz naturel - 1.2. Usine à soufre - 1.2.1. Réactions de Claus - 1.2.2. Mise en oeuvre industrielle de la réaction de Claus
2. Etude théorique du procédé - 2.1. Désulfuration - 2.1.1. Bilan matière sur le procédé de désulfuration - 2.1.2. Alimentation en solution de D.E.A. de la colonne d'absorption A - 2.1.3. Récupération d'énergie hydraulique - 2.1.4. Echange thermique solution DEA pauvre/solution DEA riche - 2.2. Usine à soufre 2.2.1 Bilan matière - 2.2.2. Optimisation du procédé et sécurité
Annexes : cg_05_annexes.pdf ; cg_05_annexes.zip
Annexe I Schéma de procédé de la désulfuration du gaz naturel
Annexe II Schéma de procédé de la première étape de l'usine à soufre
PARTIE B - CHIMIE INORGANIQUE : cg_05_inorg.pdf ; cg_05_inorg.zip
Du gaz de Lacq à l'acide sulfurique Le sujet de chimie inorganique comporte quatre parties indépendantes consacrées à différentes étapes mises en jeu lors de la synthèse industrielle d'acide sulfurique à partir de gaz de Lacq: L'obtention de soufre à partir de gaz de Lacq (procédé Claus). L'oxydation du soufre en dioxyde de soufre. L'oxydation du dioxyde de soufre en trioxyde de soufre • L'obtention d'acide sulfurique à partir du trioxyde de soufre.
1. Du gaz de Lacq au soufre - 2. Du soufre au dioxyde de soufre - 3. Du dioxyde de soufre au trioxyde de soufre - 4. Du trioxyde de soufre à l'acide sulfurique
PARTIE C - CHIMIE ORGANIQUE : cg_05_orga.pdf ; cg_05_orga.zip
Du gaz de Lacq aux molécules de la Vie Les composés organosoufrés comme la méthionine, la cystine, la cystéine, le glutathion, la coenzyme A, sont essentiels pour la vie. Des molécules soufrées sont omniprésentes dans notre environnement quotidien : organismes vivants, aliments, cosmétiques, médicaments…. Le sujet de chimie organique comporte quatre parties indépendantes :
1. Du sulfure de dihydrogène aux mercaptans - 1.1. Obtention industrielle du méthylmercaptan - 1.2. Propriétés comparées des thiols et des alcools - 1.3. Synthèse des mercaptans
2. Du méthylmercaptan à la méthionine - 2.1. Du méthylmercaptan à l’AMTP - 2.2. De l’AMTP à l’hydantoïne - 2.3. De l’hydantoïne à la méthionine
3. De la méthionine aux protéines - 3.1. La méthionine, un acide α aminé - 3.2. De la méthionine aux protéines
4. Des molécules soufrées au quotidien - 4.1. Dans nos assiettes - 4.2. Dans la cuisine - 4.3. Dans la salle de bain - 4.4. Dans la trousse à pharmacie

Travaux pratiques : tp_cg_05.pdf ; tp_cg_05.zip

AUTOUR DE L’ELEMENT CHROME ET DES IONS DICHROMATE
tp_cg_05_intro.pdf ; tp_cg_05_intro.zip

PARTIE A - CHIMIE ORGANIQUE
Oxydation du 4-nitrotoluène en acide 4-nitrobenzoïque :
tp_cg_05_orga.pdf ; tp_cg_05_orga.zip
PARTIE B - CHIMIE INORGANIQUE
Deux méthodes de dosage d’une solution de dichromate de potassium :

tp_cg_05_inorga.pdf ; tp_cg_05_inorga.zip
tp_cg_05_feuil_manip.pdf ; tp_cg_05_feuil_manip.zip

Concours général STL-CLPI 2004

Écrits du CG-2004

Introduction : cg_04_intro.pdf ; cg_04_intro.zip
THÈME GÉNÉRAL : LES ALCOOLS SUPERIEURS
Dans ce sujet, différents aspects de la synthèse et des applications du 2-éthylhexan-1-ol seront étudiés :
- partie A Chimie inorganique : Étude des catalyseurs de la réaction d'hydroformylation et de la réaction d'hydrogénation,
- partie B Chimie organique : Étude des réactions mises en jeu dans les différents procédés de synthèse du 2-éthylhexan-1-ol et de quelques applications industrielles de cet alcool supérieur,
- partie C Génie chimique : Étude du refroidissement des gaz de la réaction OXO et bilan de matière de la réaction d'hydroformylation.

PARTIE A - CHIMIE INORGANIQUE : cg_04_inorga.pdf ; cg_04_inorga.zip
Autour des catalyseurs de la synthèse OXO du 2-éthylhexan-1-ol
1. Étude des catalyseurs utilisés dans la réaction d'hydroformylation
1.1. Étude thermodynamique de la réaction d'hydroformylation
1.2. Première catalyse industrielle : catalyseur à base de cobalt
1.3. Catalyse actuelle à base de rhodium
2. Autour du nickel de Sabatier, catalyseur de la réaction d'hydrogénation
2.1. La découverte des propriétés du nickel par Sabatier
2.2. Le mécanisme de l'hydrogénation catalytique

PARTIE B - CHIMIE ORGANIQUE : cg_04_orga.pdf ; cg_04_orga.zip
Synthèses et applications industrielles du 2-éthylhexan-1-ol
1. Synthèse industrielle du 2-éthylhexanol
1.1. Procédé d’obtention du butanal par aldolisation de l'éthanal
1.2. Obtention du butanal par le procédé OXO
1.3. Transformation du butanal en 2-éthylhexan-1-ol
2. Applications industrielles du 2-éthylhexanol
2.1. Les plastifiants, fluides diélectriques, huiles hydrauliques et lubrifiants
2.2. Les acrylates
2.3. Améliorant d'indice de cétane

PARTIE C - GENIE CHIMIQUE : cg_04_gc.pdf ; cg_04_gc.zip
Procédé de fabrication industrielle du 2-éthylhexan-1-ol
Le procédé de fabrication du 2-éthylhexan-1-ol comporte quatre étapes : - préparation du gaz de synthèse, mélange de CO et H₂, - hydroformylation du propène(réaction OXO), - aldolisation du n-butanal suivie d'une crotonisation, - hydrogénation de l'éthyl-2 hexénal. Le sujet de génie chimique porte sur les deux premières étapes du procédé et plus précisément sur un bilan énergétique et un bilan de matière : - refroidissement du gaz de synthèse (mélange de CO et H₂) avec production de vapeur surchauffée servant à entraîner une turbine. - bilan de matière de la réaction d'hydroformylation.
1. Refroidissement du gaz de synthèse et production de vapeur surchauffée
1.1. Installation industrielle
1.2. Production de vapeur surchauffée par le gaz sortant du réacteur
1.3. Compression de l'oxygène alimentant le réacteur
1.4. Entraînement par la vapeur de la turbine reliée au compresseur de dioxygène
2. Hydroformylation du propène, réaction OXO
2.1. Caractéristiques des lignes d'écoulements
2.2. Alimentation du réacteur OXO en "gaz de synthèse"

Annexes :
Schéma de procédé de l'étape d'hydroformylation du propène
cg_04_gc_annexe.pdf ; cg_04_gc_annexe.zip

Diagramme de Mollier :
haute définition (1020 ko) : mollier_1020ko.pdf ;
basse définition (365 ko) : mollier_365ko.pdf

Travaux pratiques : cg_04_tp.pdf ; cg_04_tp.zip
AUTOUR DE LA REACTION DE SANDMEYER

PARTIE A : CHIMIE INORGANIQUE
Dosage de composés intervenant dans la synthèse de l’acide 2-chlorobenzoïque

Le chlorure de cuivre(I) est le catalyseur de la réaction de synthèse de l’acide 2-chlorobenzoïque ; le premier objectif de cette partie est d’en déterminer la pureté. Le deuxième objectif est de doser une solution aqueuse d’acide 2-chlorobenzoïque

1. Etalonnage d’une solution de cérium IV par une solution de thiosulfate de sodium concentration molaire volumique connue.
2. Etalonnage d’une solution d’hydroxyde de sodium par pesée d’hydrogénophtalate de potassium.
3. Dosage du cuivre (I) du catalyseur par potentiométrie.
4. Dosage d’une solution d’acide 2-chlorobenzoïque par pHmétrie.

PARTIE B : CHIMIE ORGANIQUE
Synthèse de l'acide 2-chlorobenzoïque par une réaction de Sandmeyer

Le cuivre à l'état d'oxydation (I) est utilisé comme catalyseur dans la réaction de Sandmeyer. Cette réaction permet d’introduire régiosélectivement un atome de chlore ou de brome sur un noyau aromatique. Elle exclut les polysubstitutions et conduit en général à des bons rendements.

Première étape : Le chlorure de cuivre (I) est préparé par réduction des ions cuivre (II) par les ions sulfite en milieu basique et en présence d'ions chlorure. Le chlorure de cuivre (I) obtenu est mis en solution dans l'acide chlorhydrique pour former un complexe de formule CuCl₂^-.
Deuxième étape : Le chlorure de diazonium est obtenu par action de l'acide nitreux sur l'acide 2-aminobenzoïque.
Troisième étape : L’acide 2-chlorobenzoïque est synthétisé par réaction du chlorure de diazonium formé dans l’étape précédente avec le chlorure de cuivre(I).
1. Préparation de la solution de chlorure de cuivre (I)
2. Préparation du chlorure de diazonium
3. Synthèse de l'acide 2-chlorobenzoïque
3.1. Obtention de l'acide 2-chlorobenzoïque à partir du chlorure de diazonium
3.2. Purification de l'acide 2-chlorobenzoïque
3.3. Contrôle de la pureté de l'acide 2-chlorobenzoïque

Concours général STL-CLPI 2003

Écrits du CG-2003
- Introduction : intro_cg_2003.pdf ; intro_cg_2003.zip
  Dans ce sujet, différents aspects de la synthèse et des propriétés du phénol et de ses dérivés seront étudiés.
  - partie A : chimie organique : Synthèse industrielle et principales utilisations du phénol.
  - partie B : chimie inorganique : Dosage de solutions de phénol et de paranitrophénol et étude d'un explosif produit à partir du phénol.
  - partie C : génie chimique : Procédé de fabrication industrielle du phénol ; étude d'une partie de la quatrième étape du procédé au cumène (séparation primaire du phénol et de l’acétone formés).
- PARTIE A - CHIMIE ORGANIQUE : orga_cg_2003.pdf ; orga_cg_2003.zip
  Synthèse industrielle et principales utilisations du phénol
  1. Introduction culturelle et historique
  2. Synthèse industrielle du phénol
  2.1. Principe du procédé industriel au cumène et matières premières mises en oeuvre
  2.2. Impuretés produites dans le procédé industriel au cumène.
  3. Applications industrielles du phénol
  3.1. Production de résines phénoliques ou phénoplastes
  3.2. Fabrication du bisphénol-A
  3.3. Préparation du caprolactame
  3.4. Chimie fine
- PARTIE B - CHIMIE INORGANIQUE : inorga_cg_2003.pdf ; inorga_cg_2003.zip
  Dosage de solutions de phénol et de paranitrophénol et étude d'un explosif produit à partir du phénol
  Cette partie comporte quatre études :
  1. Étude du protocole de dosage d'une solution de phénol
  2. Dosage d'une solution de paranitrophénol par pH-métrie
  3. Dosage d'une solution de paranitrophénol par spectrométrie d'absorption moléculaire
  4. Étude de la décomposition de l'acide picrique
- PARTIE C - GENIE CHIMIQUE : genie_chimique_cg_2003.pdf ; genie_chimique_cg_2003.zip
  Procédé de fabrication industrielle du phénol
  Étude de la séparation primaire du phénol et de l’acétone formés
  1. Description de l’étape de séparation primaire
  2. Bilan matière de l’opération de distillation
  3. Bilans thermiques
  4. Dimensionnement de la pompe de reflux
  5. Régulation des compositions des sorties
  Annexes : genie_chimique_cg_2003_annexe.pdf ; genie_chimique_cg_2003_annexe.zip
  Dossier-réponses : dossier-reponses_gc_cg_2003.pdf ; dossier-reponses_gc_cg_2003.zip
Travaux pratiques : tp_cg2003.pdf ; tp_cg2003.zip
- AUTOUR DE LA GLYCINE
  PARTIE A : CHIMIE ORGANIQUE
  Synthèse de l'acide hippurique par acylation de la glycine
  PARTIE B : CHIMIE INORGANIQUE
  Dosage d'une solution de chlorhydrate de glycine et d'une solution de glycine

Concours général STL-CLPI 2002

Ecrit :
- Introduction : de l'huile de ricin au nylon 11 : format pdf, format doc/zip
- Partie A : Chimie inorganique : Analyse de réactifs et contrôle de réactions intervenant dans les différentes étapes du processus industriel de synthèse du monomère du nylon 11 : format pdf, format doc/zip
- Partie B. Génie chimique : Étude de l’étape de pyrolyse du procédé industriel de synthèse du monomère du Nylon 11 : format pdf, format doc/zip.
  Annexes de GC :
  Annexes 1 : format pdf, format doc/zip
  Annexes 2 : format pdf, format doc/zip
  Annexes 3 : format pdf, format doc/zip
  Annexes 4 : format pdf, format doc/zip
- Partie C. Chimie organique : DE L’HUILE DE RICIN AU NYLON 11 : format pdf, format doc/zip
Travaux pratiques :
- PARTIE A : CHIMIE INORGANIQUE Dosage d’une eau de javel
  PARTIE B : CHIMIE ORGANIQUE Synthèse d'un conservateur, l'acide benzoïque, par oxydation de l'acétophénone avec de l'eau de javel : format pdf, format doc/zip

Concours général STL-CLPI 2001

Ecrit
- Introduction : la vanilline : format pdf, format doc/zip
- Génie chimique : Fabrication de la vanilline par le procédé au gaïacol : format pdf, format doc/zip
- Annexes de GC : Annexes : format pdf, format doc/zip
  Annexe 1 et 2 : format pdf, format doc/zip
  Annexes 3 : format pdf, format doc/zip
- Chimie inorganique : 1. Synthèse de la propanone, 2. Dosage d'une solution de propanone, 3. Dosage d'une solution obtenue après hydrolyse du chlorure d’éthanoyle : format pdf, format doc/zip
- Chimie organique : Etude de la synthèse d'un composé biologiquement actif : le gingérol : format pdf, format doc/zip
Travaux pratiques :
- Partie A : Dosage d’une solution aqueuse d’aniline format pdf, format doc/zip
- Partie B : Synthèse d’un précurseur synthétique : format pdf, format doc/zip
- Feuille de résultat : format pdf, format doc/zip
- Feuille de notation : format pdf, format doc/zip

Concours général STL-CLPI 2000 (au format pdf):

Ecrit :
- Introduction : Thème, l'aspirine
- Sujet de chimie :
  Chimie organique
  - 1. Synthèse de l’aspirine, 2. Synthèse du paracétamol, 3. Détermination de la formule brute de la codéine.
- Génie chimique : Étude du réacteur de synthèse de l'aspirine
  - 1. Étude cinétique préliminaire, 2. Détermination du temps de séjour dans le réacteur, 3. Dimensionnement du réacteur industriel, 4. Bilan thermique du réacteur industriel, 5. Régulation du débit de vapeur
- Chimie inorganique
  - 1. Deux méthodes de dosage de l’aspirine : dosage direct suivi par pH-métrie et dosage en retour, 2. Etude de différentes formes galéniques de l’aspirine et du rôle des excipients dans la dissolution d’un comprimé d’aspirine, 3. Dosage par iodométrie de la vitamine C
- Annexe de génie chimique
Travaux pratiques :
- Chimie organique : Préparation de l’acide benzylique
- Chimie inorganique : Dosage d’un laiton
  - 1. Etalonnage de la solution d’E.D.T.A. disodique par pesée de sulfate de magnésium hydraté, en milieu tampon ammoniacal (pH=10) en présence de N.E.T., 2. Dosage potentiométrique des ions Cu 2+ et Zn 2+ par l’E.D.T.A. disodique, en milieu tampon ammoniacal (pH=10), 3. Dosage potentiométrique des ions Cu 2+ en présence d’ions iodure en excès, par le thiosulfate de sodium.

Concours général STL-CLPI 1999

Ecrit :
- Complet : cg_99.zip
- page 0 : cg_99_0.zip
- Génie chimique : UNITE de DESHYDRATATION AZEOTROPIQUE de l'ETHANOL : cg_99_gc.zip
- Génie chimique : annexe 1 : cg_99_gc_annx1.zip
- Génie chimique : annexes 2 et 3 : cg_99_gc_annx2_3.zip
- Chimie inorganique : cg_99_inrg.zip
- Chimie inorganique : figures : cg_99_inrg_fig.zip
- Chimie organique : ETUDE du VALIUM : cg_99_orga.zip
- Chimie organique : table de spectroscopie IR : cg_99_orga_ir.zip
- Chimie organique : spectres IR de l'ANILINE, A et E : cg_99_orga_spectr.zip

Concours général STL-CLPI 1998

Ecrit :
- Complet : cg_98.zip
- page 0 : cg_98_0.zip
- Génie chimique : DISTILLATION DISCONTINUE d'un MELANGE EAU-METHANOL : cg_98_gc.zip
- Génie chimique : annexes : cg_98_gc_anx.zip
- Chimie inorganique : QUELQUES METHODES d'ANALYSE d'ELEMENTS METALLIQUES : cg_98_inrg.zip
- Chimie inorganique : figures : g_98_inrg_fig.zip
- Chimie organique : SYNTHESE d'une LACTONE : cg_98_orga.zip
- Chimie organique : table de spectroscopie IR : cg_98_orga_ir.zip
Travaux pratiques :
- Complet : cg_tp_98.zip
- Page 0 et données : cg_tp_98_0_donnees.zip
- Chimie inorganique : cg_tp_98_inrg.zip
- FEUILLE de RESULTATS : cg_tp_98_inrg_fr.zip
- Chimie organique : PREPARATION de l'IODOBENZENE à partir de l'ANILINE : cg_tp_98_orga.zip
- Chimie organique : table de spectroscopie IR : cg_tp_98_orga_tab_ir.zip