Cycle Central - Classe de 3° CHIMIE

Cycle Central - Classe de 3° CHIMIE

 

OBJECTIFS DES DIFFÉRENTES FICHES D’ACTIVITÉS EXPÉRIMENTALES

 

 

 

FICHE N° 1 : DE L'ANTIQUITÉ A NOS JOURS,  COMMENT EST CONSTITUÉE LA                            MATIÈRE ?

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Connaître les constituants de l’atome : noyau et électrons.

Savoir que la charge positive de l’atome et sa masse sont concentrées au centre de celui-ci dans une région appelée noyau.

Savoir que la charge négative est répartie dans le cortège électronique qui entoure le noyau.

Savoir que les dimensions de l’atome sont de l’ordre du dixième de nanomètre.

Savoir que les dimensions du noyau sont environ 100 000 fois inférieures à celles de l’atome.

 

Connaître les limites du modèle utilisé.

Savoir qu’un modèle est évolutif.

 

 

 

Savoir-faire documentaires

 

Savoir extraire des informations sur l’atome à partir de documents scientifiques

 

 

REMARQUES

 

- Le texte a été réalisé à l’aide de plusieurs documents :

·      Sciences et Avenir de décembre 1994

·      Sciences et Vie Junior d’octobre 1998

·      Électrons et Atomes (Thèmes Vuibert)

·      Documents d’accompagnement du programme de troisième (partie H1).

- Le texte insiste beaucoup sur l’idée de modèle et surtout de modèle évolutif pour bien sensibiliser les élèves à cette notion car ils ont très souvent tendance à prendre le modèle pour la réalité.

- Bien préciser les limites du modèle.

- Le modèle atomique s’arrête à Rutherford car il est bien précisé dans les documents d’accompagnement (partie H1 suggestions pédagogiques) qu’on doit se limiter au modèle planétaire en vigueur au début du XXème siècle (un noyau autour duquel se déplacent un ou plusieurs électrons sans faire références à des orbites privilégiées

 

 

 

 

 

FICHE N° 2 : POURQUOI ET COMMENT LA MATIÈRE CONDUIT-ELLE LE COU -

                         RANT ÉLECTRIQUE ?

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir que les métaux sont électriquement neutres dans leur état habituel.

Savoir que les métaux ont une structure ordonnée.

Savoir que dans un métal le courant électrique est un déplacement d'ensemble d'électrons libres dans le sens opposé au sens conventionnel du courant.

Savoir ce qu'est une solution ionique.

Savoir que le courant électrique dans une solution ionique est dû à un déplacement d'ions.

 

 

 

 

 

 

 

Schématiser et réaliser un circuit électrique

 

 

 

 

Mettre en oeuvre un protocole expérimental permettant de vérifier si tous les liquides conduisent le courant électrique.

Réaliser et observer une expérience de migration d'ions.

Interpréter l'observation d'un métal au microscope électronique.

 

 

 

 

 

 

 

 

Interpréter le résultat d'une expérience montrant que ce sont les solutions ioniques qui conduisent le courant électrique.

Interpréter une expérience de migration d'ions.

 

REMARQUES :

 

Partie A :

L'utilisation d'une micro caméra (présente dans tous les laboratoires de SVT) permettra de faire observer la plaque de métal au microscope optique à toute la classe.

Pour introduire rapidement la nature du courant électrique dans un conducteur solide, nous utilisons une vidéo de l'Encyclopédie des Sciences et des Techniques (Collection IN SITU, coédition CNDP-Hachette Éducation, Référence CNDP : 002 P7373, Électricité 1. Prix : 240 F).

Le titre de la séquence est : "Le courant électrique". Cette vidéo permet de faire découvrir aux élèves le rôle du générateur, la nature du courant électrique en utilisant l'analogie de la chaîne de vélo. Il existe d'autres analogies (hydraulique, mécanique, du train, ...) mais aucune n'apporte la réponse idéale. Nous attirons votre attention sur le fait que toute analogie a ses limites et doit donc être utilisée avec précautions. On se limitera ici aux objectifs précédemment cités.

Il faut impérativement regarder très attentivement la cassette et repérer toutes les parties sur lesquelles il faudra insister :

            - les maillons de la chaîne représentent les électrons, mais en réalité les électrons ne traversent pas le générateur !

            - le déplacement des électrons correspond au courant électrique,

            - ce n'est pas la vitesse des électrons qui représente l'intensité mais le débit, cependant les élèves peuvent facilement comprendre que ces deux grandeurs sont proportionnelles.

            - les maillons de la chaîne ont toujours la même vitesse mais on notera que le commentaire indique que la vitesse des électrons est la même avant et après le générateur, avant et après le récepteur.

            - le "circuit de la chaîne de vélo" n'est pas un vrai circuit puisqu'il ne peut être ouvert.

Partie B :

L'expérience de migrations d'ions peut être réalisée sur le bureau et montrée à toute la classe à l'aide d'une micro caméra (ou d'un camescope).

FICHE N° 3 : LES EMBALLAGES DE PRODUITS ALIMENTAIRES.

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Connaître la différence entre objet et matériau.

Connaître certaines caractéristi-ques physico-chimiques de quelques familles de matériaux: verres, métaux, matières plastiques.

Identifier des matériaux constituant  un objet.

Conduire des tests permettant de distinguer des matériaux et de les classer dans l'une des trois grandes familles.

Faire la distinction entre objet et matériau.

Identifier des matériaux constituant des objets.

Utiliser les tests réalisés pour élaborer une méthode de classement des matériaux.

 

 

Savoir-faire documentaires

 

 

 

Savoir rassembler une documentation sur un sujet donné.

Savoir restituer à la classe le résultat d’une petite recherche documentaire.

 

 

 

REMARQUES :

 

 

Conformément aux directives indiquées dans le programme, cette fiche permet de sensibiliser l’élève à la diversité des matériaux et de leurs propriétés. De plus les parties A et B préparent l'élève à aborder la recherche documentaire présentée dans la partie C.

 

 

Nous avons conçu une progression prenant en considération les problèmes d'environnement. La partie A3 du programme est ainsi répartie sur tout l'enseignement de la chimie. Nous proposons cependant une fiche synthèse pour aider les élèves à bien cerner l'ensemble des phénomènes abordés.

 

 

L’enquête peut être faite à la maison ou en classe. Dans ce dernier cas le professeur devra se procurer un certain nombre d’objets quotidiens.

Pour compléter le tableau de la page 2, l'élève est amené à se poser des questions sur les propriétés physico-chimiques des matériaux d'emballage. Les élèves doivent savoir que si certaines hypothèses peuvent être vérifiées à partir des acquis antérieurs (expériences de la page 3), d'autres seront abordées dans le cours. La réponse définitive sera inscrite dans le tableau après ces vérifications.

La méthode de classement des matériaux à l'aide d'organigrammes permet de développer le raisonnement logique des élèves. Les exemples originaux se trouvent dans le document d'accompagnement. Voir également le livre de physique chimie 3°  programme de 1994 aux éditions Hatier page 152.

 

 

Page 5 : les canettes sont bien évidemment en acier et en aluminium. L'expérience à réaliser consiste à utiliser un aimant pour reconnaître l'acier. Les élèves remarqueront alors le symbole de cet outil sur les boîtes en acier.

 

La préparation des expériences permettant de différencier les matières plastiques demande soin et méthode (voir le document d'accompagnement).

La principale difficulté réside dans la recherche des matériaux d'emballage adéquats. Si l'on peut penser que les fournisseurs de produits chimiques mettront à notre disposition des échantillons des différentes matières plastiques, l'utilisation d'échantillons de matière extraits d'emballages identifiables par les élèves est toutefois recommandée.

Quelques indications complémentaires :

            - Test de flottabilité : prendre des échantillons identiques et, pour la deuxième partie de l'expérience, utiliser une solution saturée.

            - Test de la couleur de la flamme : prendre un fil de cuivre entièrement dénudé et bien décapé avant chaque expérience. Le tenir avec une pince.

            - Test avec l'acétone : il faut verser quelques gouttes d'acétone et ne pas oublier que ce produit est très volatile. On peut faire ce test au bureau en plongeant un "barreau" de polystyrène expansé dans un bêcher contenant de l'acétone. Le résultat est spectaculaire.

            - Test de rétractation : Prendre en considération le sens des échantillons.

 

 

 

La mise en place de la recherche documentaire sera préparée par les professeurs de physique-chimie et de documentation qui assureront en commun la présentation des objectifs et des méthodes de travail, le suivi au CDI et l'évaluation terminale de cette activité.

 

Cette recherche permet d'insister sur les problèmes liés à l'environnement.

           

Quelques ouvrages, articles du BUP et documents à rechercher sur Internet peuvent aider dans l’organisation de ce travail .

Bibliographie non exhaustive :

            - Lire et utiliser une documentation scientifique en chimie.

                                   CRDP MIDI-PYRENEES, 3 rue Roquelaine 31 000 Toulouse.

            - Activités documentaires physique-chimie au collège

                                   CRDP du Limousin

            - Articles parus dans le bulletin de l’Union des Physiciens (BUP).

                        L’exposé en sciences physiques, une pratique formatrice (G. Revel) BUP N° 756

                        Conduire de activités documentaires (O. Carrier) BUP N° 760

                        CDI et sciences physiques (M.H. Amselle et A.M. Hurlin) BUP N° 780

            - Sur Internet :Activités documentaires en troisième : Étude de différents matériaux.

                        http://www.ac-clermont.fr/pedago/physique/activite.htm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FICHE N° 4 : EMBALLAGES  ALIMENTAIRES : CRITÈRES DE CHOIX DES MATÉ-

                         RIAUX.

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir que les matériaux utilisés pour fabriquer des  emballages ne doivent réagir ni avec l'air extérieur ni avec le contenu.

Savoir que certains matériaux peuvent être incinérés ou recyclés.

Émettre des hypothèses concernant les propriétés chimiques des matériaux utilisés pour fabriquer les emballages.

Proposer des protocoles expérimentaux permettant de confirmer ou d'infirmer ces hypothèses.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

REMARQUES :

 

L'observation et l'analyse de phénomènes quotidiens amènent les élèves à s'approprier une vue d'ensemble du programme de chimie et à lui donner un sens.

Cette leçon permet également de revoir des notions importantes étudiées les années précédentes :

            - Savoir décrire une réaction chimique.

            - Connaître l'importance du dioxygène dans les réactions de combustion.

            - Savoir identifier une solution acide par son pH.

Le professeur saisira toutes les opportunités pour faire le lien entre les hypothèses émises ici et les leçons au cours desquelles elles pourront être vérifiées. Il mettra également en évidence les problèmes liés à la gestion de l'environnement.

 

Certaines fiches ont des titres évocateurs :

            - fiche 5 : "Comportement de quelques métaux dans l'air ambiant",

            - fiche 6 : "Peut-on incinérer les métaux ?",

            - fiche 8 : "Peut-on faire brûler sans risque les matériaux d'emballages organiques ?",

            - fiche 10 : "Peut-on mettre n'importe quel liquide dans n'importe quel emballage ?".

            - fiche 14 : "Les matériaux dans l'environnement".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FICHE N° 5 : COMPORTEMENT DE QUELQUES MÉTAUX DANS L'AIR AMBIANT

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Identifier l'oxydation du fer dans l'air humide comme une réaction chimique lente.

Savoir que la rouille est poreuse et ne protège pas le métal.

Comprendre pourquoi le fer non protégé ne convient pas pour un emballage.

Connaître la composition en volume de l'air en dioxygène et en diazote.

Connaître la différence entre métaux et alliages.

Savoir que certains alliages sont inoxydables.

Comprendre le rôle protecteur de l'oxydation superficielle de l'aluminium..

Mettre en oeuvre un protocole expérimental pour connaître les conditions de formation de la rouille.

 

 

 

 

 

Réaliser et observer une expérience permettant de déterminer la composition en volume de l'air en dioxygène et en diazote.

 

 

 

 

Mettre en oeuvre un protocole expérimental pour connaître les conditions de formation de l'oxyde d'aluminium.

Élaborer un protocole expérimental pour connaître les conditions de formation de la rouille.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Extraire des informations d'un document sur les aciers inoxydables.

Élaborer un protocole expérimental pour connaître les conditions de formation de l'oxyde d'aluminium.

Schématiser les expériences.

 

REMARQUES :

 

Concernant le fer :

Pour introduire cette fiche, une discussion autour du rôle de l'air dans notre vie quotidienne peut être réalisée. Par exemple :

                        - rechercher des exemples de phénomènes quotidiens faisant intervenir l'air,

                        - quelle est la partie de l'air mise en cause ?

                        - quelle dénomination peut-on donner à ces phénomènes ?

                        - ...

Pour répondre à la question "qui est responsable des phénomènes observés ?" il est possible d'amener, par une discussion, les élèves à prévoir le protocole expérimental des deux expériences classiques. Ils pourront ensuite légender les schémas de la fiche.

Concernant l'aluminium :

On demande aux élèves de réinvestir la démarche utilisée pour la fer.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FICHE 6 : PEUT-ON INCINÉRER LES MÉTAUX ?

 

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir que lors d'une réaction d'oxydation des métaux, il se forme des oxydes métalliques.

Connaître l'influence de l'état de division du métal sur sa facilité de combustion.

Savoir que certains oxydes, comme l'alumine, forment une couche étanche qui protège le métal.

Réaliser et observer des réactions d'oxydation du fer, du cuivre, du zinc à chaud avec l'air et avec le dioxygène pur.

 

 

Réaliser et observer des réactions d'oxydation de l'aluminium à chaud avec l'air.

 

Interpréter la combustion des métaux divisés dans l'air comme étant une réaction chimique avec le dioxygène.

Identifier les réactifs et les produits dans une réaction chimique

Écrire le bilan littéral des réactions d'oxydation du fer, de l'aluminium, du cuivre, du zinc.

 

 

 

REMARQUES :

 

Pour les expériences avec les métaux finement divisés :

- donner une loupe aux élèves pour qu'ils observent bien l'aspect de la poudre avant et après l'expérience.

- utiliser une spatule pour projeter la poudre dans la flamme.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FICHE N° 7 : COMMENT DÉCRIRE SIMPLEMENT LES RÉACTIONS D’OXYDATION                      DES MÉTAUX ?

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Connaître les symboles des atomes de fer, d’aluminium, de cuivre et de zinc.

Connaître les formules des oxydes de fer, d’aluminium, de cuivre et de zinc.

Savoir que les métaux sont constitués d’atomes empilés de manière régulière.

Savoir que la masse se conserve au cours d’une réaction chimique.

Savoir que les atomes se conservent au cours d’une réaction chimique.

Interpréter la combustion des métaux divisés dans l’air comme une réaction avec le dioxygène

 

 

 

 

 

 

 

 

Faire des mesures de masse lors d’une combustion de paille de fer dans l’air et le dioxygène.

Montrer que le dioxygène se consomme lors de la combustion de la paille de fer.

Écrire les équations-bilan des réactions d’oxydation du fer, de l’aluminium, du cuivre et du zinc.

 

Interpréter ces équations-bilan en terme de conservation des atomes.

 

 

REMARQUES :

 

Pour répondre à la question du paragraphe II, la manipulation proposée peut se faire soit :

·      avec des boules de cotillon,

·      avec des billes de verre que l’on dispose dans une boîte de plastique transparent (genre boîte de Coton-Tige).

 

Pour observer une augmentation notable de la masse au cours de la combustion de la paille de fer dans l’air, prendre une quantité suffisante de paille de fer (triple ou quadruple zéro) et bien l’aérer.

 

 Pour les expériences du paragraphe IV b et c, lire le document d’accompagnement partie E2.

 

Autres remarques concernant ces deux expériences :

·      il est très important de travailler avec des récipients étanches (ne pas oublier de bien boucher les trous par lesquels passent les fils de cuivre et le tuyau d’entrée d’eau car la moindre fuite empêche le bon fonctionnement de l’expérience b),

·      il faut dénuder suffisamment les fils de cuivre pour ne pas que la gaine isolante brûle,

·      bien décaper les fils de cuivre (fils oxydés ou vernis),

·      mettre la majeure partie de la laine de fer autour d’un des fils de cuivre et la relier à l’autre fil de cuivre uniquement avec quelques brins.

 

Conformément au programme on ne fera écrire que l’équation-bilan traduisant la formation de l’oxyde de cuivre II.

 

FICHE N° 8 : PEUT-ON FAIRE BRÛLER SANS RISQUE LES MATÉRIAUX                                            D’EMBALLAGES ORGANIQUES ?

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir que la combustion d’une matière plastique est une réaction chimique.

Connaître le vocabulaire : réaction chimique, réactif et produit.

Savoir que lors de la combustion d’une matière plastique, il se forme du carbone, du dioxyde de carbone, parfois de l’eau et des produits toxiques.

Savoir faire une combustion dans l’air, dans le dioxygène pur

 

 

 

 

 

Savoir faire les tests de reconnaissance du dioxyde de carbone, de l’eau.

 

 

 

 

 

Savoir-faire documentaires

Savoir que les combustions de certaines matières plastiques sont dangereuses.

 

 

 

 

Exploiter des documents permettant de prendre conscience du danger de la combustion de certaines matières plastiques.

 

REMARQUES :

Matériaux naturels :

Il est nécessaire de préciser aux élèves la signification des termes naturel; artificiel, synthétique.

Le choix des matériaux utilisés pour réaliser les expériences de combustion est laissé au professeur (papier, laine, coton, ... )

Matériaux de synthèse : introduire la notion de matériau de synthèse (matière plastique)

L'expérience sera faite par le professeur avec du polyéthylène (sac poubelle).

Sur le schéma :

            - les croix représentent du sulfate de cuivre anhydre,

            - le flacon contient de l'eau de chaux.

Cette expérience est réalisée par le professeur :

            - placer un échantillon de polyéthylène sur une brique,

            - enflammer avec le bec bunsen,

            - pousser rapidement sous l'entonnoir.

Les élèves devront observer :

            - la combustion du polyéthylène,

            - le changement de couleur du sulfate de cuivre,

            - le trouble de l'eau de chaux.

Danger de la combustion de certaines matières plastiques :

La réponse à chaque question se trouve dans les documents. La seule difficulté pour l'élève réside donc dans la lecture et l'interprétation de données contenues dans des tableaux.

Un plus !

La troisième partie de la cassette viséo PIERRON : "Réaction des matériaux avec le dioxygène"

Reférence MT 20940 montre les combustions du PE, PP, PVC, PS, PA. Son utilisation est un bon complément au texte (à utiliser lors de la correction).

Pour aller plus loin, il est possible de demander une recherche documentaire au CDI sur l'acide cyanhydrique, l'acide chlorhydrique et l'ammoniac.

FICHE N° 9 :  ACIDE OU BASIQUE ? POURQUOI ?

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir qu’une solution est :  

- acide si le est pH < 7,

- basique si le pH > 7.

Savoir que le pH d’une solution varie avec la dilution.

Savoir que les produits acides ou basiques concentrés sont dangereux.

Mesurer le pH.

 

 

Faire une dilution en prenant les précautions nécessaires.

 

 

 

 

 

 

Lire des pictogrammes de sécurité.

 

 

REMARQUES :

 

Choisir des liquides (boissons et produits d'entretien)  de telle sorte que les élèves réalisent une série de mesures couvrant pratiquement toute l'échelle de pH.

 

Il nous a paru utile de faire réaliser aux élèves les expériences permettant de montrer quel est l'ion responsable du caractère acide d'une solution.

Certains groupes d'élèves pourront faire la manipulation avec l'eau de volvic, les autres avec de l'eau d'Hépar. L'expérience sera suivie d'une mise en commun des résultats.

Ces résultats sont utilisés par les élèves pour compléter le tableau de la page suivante.

 

Si le matériel informatique nécessaire est présent dans la classe, ces expériences peuvent être assistées par ordinateur : chaque groupe d'élèves vient réaliser une ou plusieurs mesures, les données indiquées par l'ordinateur sont communiquées à la classe grâce à un convertisseur VGA couplé à un téléviseur.

 

Les produits chimiques vendus dans le commerce sont dangereux. Il est important que les élèves découvrent la signification des pictogrammes (symboles de risques) présents sur ces emballages. Ceci doit les aider à prendre conscience des risques encourus lors de leur utilisation.

De même il est indispensable que chaque élève, ayant pris conscience du danger lié à l'utilisation de certaines solutions, soit capable de réaliser correctement une dilution. Il faut :

            - expliquer aux élèves comment procéder pour réaliser, sans risques, une dilution,

            - insister sur les précautions à prendre, par exemple, pourquoi ne faut-il jamais verser de

              l'eau sur une solution acide concentrée mais verser la solution acide sur l'eau.

           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FICHE N° 10 : PEUT-ON METTRE N’IMPORTE QUEL LIQUIDE DANS N’IMPORTE

                                 QUEL EMBALLAGE ?

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir que le fer réagit à froid avec certaines solutions acides.

Savoir que lors des réactions du fer avec les solutions acides, il se forme des ions fer II et du dihydrogène.

Connaître les tests d'identifica-tion des ions fer II et du dihydrogène.

Savoir que certaines matières plastiques et le verre ne réagissent pas avec une solution d'acide chlorhydrique.

Suivre un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité.

Réaliser et observer l'action d'une solution d'acide chlorhydrique sur le fer.

 

Réaliser les tests d'identification des ions fer II et du dihydrogène.

 

 

 

 

 

 

Écrire le bilan littéral de la réaction du fer avec une solution d'acide chlorhydrique.

 

REMARQUES :

 

Les tests d'identification des ions sont supposés connus. Cf. la fiche méthode.

Pour réaliser les tests préliminaires, prendre une solution d'acide chlorhydrique 2N et des brins de paille de fer très fins pour l'expérience 2. Si les brins n'ont pas disparu à la fin de la séance, l'interprétation peut se faire au cous suivant.

Deux méthodes permettent de vérifier que la formation du dihydrogène est due à la disparition des ions H+ :

         - mesure du pH par les élèves :

         - verser dans un tube à essais une solution d'acide chlorhydrique du commerce diluée 100 fois,

         - mesurer le pH,

         - ajouter de la poudre de fer et agiter une minute,

         - mesurer à nouveau le pH.

         - facultatif : suivi de la variation du pH en fonction du temps (voir fiche correspondante).

 

FICHE N° 11 : INTERPRÉTATION DE L’ACTION D’UNE SOLUTION AQUEUSE                                    D’ACIDE CHLORHYDRIQUE SUR LE FER.

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir que la charge électrique d'un cation résulte d'un défaut d'électrons.

Savoir que la charge électrique d'un anion résulte d'un excès d'électrons.

Connaître la formule chimique des ions fer II.

Savoir qu'une solution ionique est électriquement neutre.

 

 

 

 

 

Interpréter la réaction chimique du fer avec les solutions acides.

.

 

 

 

 

 

Savoir écrire la formule d'une solution ionique.

Savoir que lors d'une réaction chimique il y a conservation des atomes et des charges.

Écrire l'équation-bilan de la réaction du fer avec une solution d'acide chlorhydrique

FICHE N° 12 : COMMENT CERTAINS MÉTAUX PEUVENT-ILS ÊTRE PRÉSENTS                                 DANS L’EAU ?

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir que le zinc réagit à froid avec certaines solutions acides.

Savoir que lors des réactions du zinc avec les solutions acides, il se forme des ions zinc.

 

 

 

 

Élaborer et réaliser un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité.

Réaliser et observer l'action de l'acide chlorhydrique sur le zinc.

Réaliser les tests de reconnaissance des ions zinc et du gaz formé.

Interpréter la réaction chimique entre le zinc et la solution d'acide chlorhydrique.

 

 

 

 

 

 

Écrire l'équation bilan de la réaction chimique entre le zinc et la solution d'acide chlorhydrique.

 

 

REMARQUES :

 

On peut dire aux élèves que cette fiche permet de réinvestir les connaisances et savoir-faire acquis lors de l'étude de la réaction chimique entre le fer et une solution d'acide chlorhydrique.

Après avoir lu le texte, les élèves écrivent (en groupes) le protocole expérimental au brouillon. La mise en commun permet d'élaborer le protocole correct qui est alors écrit sur la fiche la réalisation des expériences.

 

FICHE N° 13 : QUEL EST LE COMPORTEMENT DES MATÉRIAUX AVEC LES                                     SOLUTIONS AQUEUSES BASIQUES ?

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir que certains métaux réagissent avec des solutions basiques.

Savoir que certains matériaux utilisés pour fabriquer des emballages sont chimiquement inertes.

Savoir qu'une solution de soude contient des ions hydroxyde OH- et sodium Na+.

Mettre en oeuvre un protocole expérimental permettant de montrer que l'aluminium réagit avec les solutions basiques.

Mettre en oeuvre un protocole expérimental permettant de montrer qu'il n'existe pas de réaction observable entre les solutions basiques et le verre ou certaines matières plastiques.

Proposer et décrire un protocole expérimental permettant de montrer que l'aluminium réagit avec les solutions basiques.

Proposer et décrire un protocole expérimental permettant de montrer qu'il n'existe pas de réaction observable entre les solutions basiques et le verre ou certaines matières plastiques.

 

 

 

Savoir-faire documentaires

 

 

 

 

 

 

Lire et comprendre une étiquette sur un flacon de produit d'entretien.

Lire des pictogrammes de sécurité.

 

REMARQUES :

 

Pour réaliser les tests d'identification des ions en solution, utiliser la fiche méthode.

 

La réaction entre la soude et l'aluminium est très violente. Il est recommandé d'utiliser de très petites quantités de réactifs et de prendre beaucoup de précautions.

 

 

 

FICHE METHODE.

 

A1

Connaissances scientifiques

A2a

Savoir-faire expérimentaux

A2b

Savoir-faire théoriques

Savoir qu'il existe plusieurs méthodes pour identifier la présence d'ions en solution.

Connaître le principe de quelques tests d'identification d'ions en solution :

- par précipitation : Fe2+, Fe3+,  Al3+, Zn2+, Cu2+, Cl-, HO-,

- par le test à la flamme : Na+,

- par la mesure du pH : H+.

Savoir réaliser des tests d'identification d'ions en solution par :

- précipitation,

- le test de la flamme,

- mesure du pH.

Classer les résultats des différents tests dans un tableau à double entrée.

 

 

REMARQUES :

 

La première série d'expériences doit ermettre aux élèves de comprendre ce qu'est un précipité et dans quelles conditions il se forme.

 

Cette fiche méthode, comme celles du cycle central, permet à l'élève de s'approprier quelques techniques d'identification des ions présents dans une solution. Chaque fois que cela sera nécessaire, le professeur renverra l'élève à l'utilisation de cette fiche.