Période de l'année
Automne
Prérequis
Connaissances de base en chimie, génie des procédés et mécanique des fluides.
Objectifs d'apprentissage
Chimie :
– Connaitre les principes de contrôle cinétique ou thermodynamique, contrôle de charge, orbitélaire ou stérique sous-jacents aux réactions chimiques
– Connaître les propriétés et la réactivité du benzène et de ses dérivés. Connaître les propriétés et la réactivité de la fonction carbonyle, fonction chimique très versatile de la chimie organique
– Connaitre la structure électronique des complexes organométalliques, la nature de la liaison métal ligand et les mécanismes de substitution de ligands – Addition oxydante – Élimination réductrice – Insertions et éliminations
Génie des procédés :
– Acquérir des connaissances en transfert de matière pour un milieu continu et au voisinage d’une interface
– Appliquer ces connaissances à l’extraction liquide-liquide sans miscibilité partielle pour aller jusqu’au dimensionnement d’une batterie de mélangeurs-décanteurs, d’une colonne à plateaux et d’une colonne à garnissage
Description du programme
Chimie - Réactivité organique et organométallique :
- 1e partie : Addition électrophile sur alcène - le benzène et ses dérivés : aromaticité, résonance - réactivité du benzène et ses dérivés : addition électrophile aromatique (halogénation, nitration, sulfonation - alkylation de Friedel et Crafts) - poly substitution : régiosélectivité.
- 2e partie : structure et propriétés de la fonction carbonyle - préparation des dérivés carbonylés : oxydation des alcools, transposition - réactivité des dérivés carbonylés : attaque nucléophile par l’eau, les alcools, les amines, réduction par les hydrures et les organomagnésiens et organolithiens, les ylures (réaction de Wittig) - oxydation des cétones - énols et énolates : C-alkylation et O-alkylation, aldolisation.
- 3e partie : chimie organométallique et catalyse, les complexes organométalliques : structure électronique des complexes - la liaison métal-ligand - les mécanismes réactionnels - substitution de ligands - addition oxydante - élimination réductrice - insertions et éliminations - réactions sur les ligands coordinés - principes généraux de la catalyse : hydrogénation – hydroformylation.
Génie des Procédés : - Transfert de matière : Transfert de matière en milieu continu, mécanismes : diffusion et convection. Bilan local : équation de continuité
- Transfert de matière à une interface : modèle du film, coefficients de transfert, analyse dimensionnelle et principaux nombre adimensionnels,analogie
- L’extraction liquide-liquide : Introduction aux méthodes séparatives, l’étage théorique, la batterie de mélangeurs-décanteurs à courant croisé, la colonne à plateaux, la colonne à garnissage
Compétences et connaissances scientifiques et techniques visées dans la discipline
Chimie :
- Savoir aborder la réaction chimique en terme de contrôles (cinétique ou thermodynamique, contrôle de charge, orbitalaire ou stérique).
- Prédire la sélectivité et la stéréochimie des produits formés.
- Contrôler la sélectivité et la stéréochimie des produits formés.
- Prévoir la réactivité d’un complexe organométallique
- Prédire ses modifications structurale et électronique tout au long d’un cycle catalytique au contact du milieu réactionnel
Génie des procédés :
- Savoir aborder un problème lié au transfert de matière.
- Distinguer les différents mécanismes de transfert de matière et formuler leur mise en équations associées.
- Prédire les performances d'une opération d'extraction liquide-liquide.
- Prédire les dimensions et les conditions de fonctionnement d'une unité d'extraction liquide-liquide.
Modalité de contrôle des connaissances
DS chimie (2/3) - GP (1/3) : 50 %
CC (TD + TP + TA) chimie (2/3) - (TD + TA) GP (1/3) : 50 %
Bibliographie
Ressources en ligne sur le portail pédagogique de l’École centrale.
Ouvrages (centre de documentation).
Equipe pédagogique
Chimie :
– Bastien Chatelet
– Didier Nuel
– Laurent Giordano
– Alexandre Martinez
– Innocenzo De Riggi
– Cédric Colomban
Génie des procédés :
– Pierrette Guichardon
– Pascal Denis
– Nelson Ibaseta
– Audrey Soric
– Jiupeng Du
Objectif de Développement Durable
Consommation et production responsables
- Total des heures d'enseignement 72h
- Cours Magistral24h
- Travaux Dirigés22h
- Travaux Pratiques8h
- 18h