EVALUATION. Laboratoire : identification d éléments

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1 Nom/prénom : Nom/prénom (partenaire) : Chimie appliquée EVALUATION Technique de qualification, sciences, 2 ième degré, 4 ième année Mener à bien une démarche expérimentale (MC1) Laboratoire : identification d éléments Document pour les élèves : page 2 Document pour le professeur : page 8 Examen de laboratoire identification d éléments Page 1

2 Documents pour les élèves : Ta mission : PRÉPARER UN PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL POUR UNE EXPÉRIENCE D IDENTIFICATION D ÉLÉMENTS CHIMIQUES. RÉALISER CETTE EXPÉRIENCE EN INVITANT UN AUTRE GROUPE A IDENTIFIER LES ÉLÉMENTS PRÉSENTS DANS LES PRÉPARATIONS. Pour ce faire : TU DEVRAS SÉLECTIONNER 5 SELS PARMI LES RÉACTIFS DISPONIBLES. TU DEVRAS LES IDENTIFIER ET INDIQUER LES PICTOGRAMMES, LES RISQUES ET CONSIGNES DE SÉCURITÉ DES RÉACTIFS CHOISIS. ENSUITE, TU IMAGINERAS ET RÉDIGERAS UN PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL QUI DEVRA ÊTRE VALIDÉ PAR LE PROFESSEUR AVANT SA MISE EN ŒUVRE. TU INVITERAS ENSUITE UN AUTRE GROUPE À IDENTIFIER LES ÉLÉMENTS CONTENUS DANS LES PRÉPARATIONS. Tu disposes : - DE 2 PÉRIODES DE COURS - DE VOTRE TABLEAU PÉRIODIQUE - DE RESSOURCES DOCUMENTAIRES SUR LES ÉMISSIONS LUMINEUSES DES ATOMES EXCITÉS (BOÎTE À OUTILS) - DES INDICATIONS DU LABORATOIRE - DE RÉACTIFS - D UN PROTOCOLE DE LABORATOIRE SUR LES SELS PORTÉS À LA FLAMME LE TRAVAIL EXPÉRIMENTAL ET LE RAPPORT SONT RÉALISÉS PAR GROUPE DE 2 ÉLÈVES. CHAQUE ÉLÈVE REMET UN RAPPORT DE LABORATOIRE. Examen de laboratoire identification d éléments Page 2

3 Laboratoire : identification d éléments Une application du modèle de Bohr 1 Matériel 5 coupelles métalliques (ou creusets) 1 pince 5 éprouvettes Des allumettes Ethanol (5x 5mL) 1 spatule Ouate Les réactifs Différents sels sont disponibles à toi d en choisir cinq différents. Complète les colonnes et indique les pictogrammes de sécurité présents ainsi que les codes de phrases R/S. Formule Nomenclature Pictogramme(s) R / S Source de l élément CH 3 -CH 2 -OH Éthanol Quelles sont les principales mesures de sécurité à prendre lors de la manipulation de ces réactifs? (en 2 ou 3 phra se s )... 1 Adapté de C. Darrigan, Sciences amusantes.net, en ligne, 22/10/2009 Examen de laboratoire identification d éléments Page 3

4 Mode opératoire Le principe : Tu as réalisé un premier laboratoire permettant de mettre en évidence que les sels portés à la flamme émettent des couleurs particulières. Dans ce cas-ci, tu vas réaliser des photophores colorés en mélangeant une petite quantité de différents sels à de l alcool. Dans une deuxième partie, il faudra enflammer ces photophores [!! ATTENTION, TU NE LE FERAS QUE LORSQUE LE PROFESSEUR T EN DONNERA L AUTORISATION!! ] et demander à un autre groupe d identifier les éléments utilisés pour réaliser celui-ci. Tu as bien sûr compris qu il te faudra une mèche pour allumer ton photophore, c est à cela que servira l ouate. Rédige ton mode opératoire et fais le valider avant de le réaliser : Validation du mode opératoire par le professeur : Examen de laboratoire identification d éléments Page 4

5 Numérote les différentes coupelles et précise dans ce tableau ce qu elles contiennent Tableau réservé aux préparateurs Numéro de la coupelle Sel mélangé Couleur normalement attendue Couleur observée Invite un autre groupe à venir allumer tes photophores. Un seul photophore allumé à la fois et demande au groupe de dire selon lui quel élément chimique est présent dans ton mélange (à indiquer dans le rapport par écrit dans le tableau réservé aux observations). A la fin de l expérience, vérifie que tous les photophores soient éteints et corrige les réponses du groupe (met un «v» aux bonnes réponses). Interprétation Que peux-tu dire des couleurs émises par rapport au laboratoire des sels chauffés? L expérimentation permetelle d arriver aux mêmes conclusions que l utilisation des sels portés à la flamme? La présence d alcool a-t-elle une influence sur la couleur de la flamme observée? 2 Aide-toi de documents fournis par ton professeur, d Internet ou d ouvrages de références. Examen de laboratoire identification d éléments Page 5

6 Tableau à remplir pour l observation des photophores de composition inconnue. Tableau réservé aux observations réalisées auprès du groupe identifié ci-dessous : Nom/prénom (1) : Nom/prénom (2) : Numéro de la coupelle Couleur observée Elément correspondant Vérification par les créateurs des photophores Interprétation (suite) Explique en quelques mots pourquoi les couleurs émises ne sont pas toutes identiques. Ton avis personnel Trouves-tu que la méthode d analyse par les couleurs des flammes est une méthode efficace pour déterminer les éléments présents dans une solution? (argumente) Conclusion Exprime une conclusion mettant en lien les observations réalisées lors de cette séance de laboratoire et le laboratoire sur les sels chauffés. Examen de laboratoire identification d éléments Page 6

7 Rapport Examen de laboratoire identification d éléments Page 7

8 Critères d évaluation Critères Pondération (/25) 1. Mise en œuvre de la procédure expérimentale /14 2. Exploitation des résultats et réponse à la question posée /6 3. Qualité formelle du rapport /4 4. Qualité de l collaboration des élèves dans l équipe /1 Examen de laboratoire identification d éléments Page 8

9 Documents pour le professeur Macro-compétence : Mener à bien une démarche expérimentale. - Titre : Identification d éléments - Public cible : Technique de qualification, Sciences appliquées ; 2 ème degré, 4 ième année Consignes : voir documents pour les élèves Préalables à l épreuve : - Sélectionner 8 à 10 sels d éléments pouvant être chauffés et émettant une couleur caractéristique à la flamme. Par exemple : NaCl, LiCl, KCl, CaCl 2, CuSO 4, CuCl 2, BaCl 2, SrCl 2 - Disposer de 50 ml d éthanol (ou méthanol) par groupe d élèves - Réalisation d un laboratoire sur les sels portés à la flamme ou étude d un protocole de laboratoire sur ce sujet. [Indiquer que les solutions doivent être réalisées dans des éprouvettes!] Modalité de passation : - Durée de l épreuve : 2 périodes de cours - Forme du produit attendu : rapport de laboratoire écrit - Outils mis à disposition : un tableau périodique, une boîte à outils (ressources documentaires à concevoir et reprenant des indications quand aux spectres lumineux, les couleurs, les spectres d émission des atomes et les tests d identification à la flamme) - Matériel de laboratoire : 5 coupelles métalliques (ou creusets) Des allumettes Ethanol ou méthanol (5x 10mL) 1 pince 1 spatule Ouate Examen de laboratoire identification d éléments Page 9

10 Compétences, savoirs, savoir-faire et attitudes évaluées dans le cadre de cette épreuve : COMPETENCES du référentiel - Réaliser une expérience - Analyser (exploiter) les résultats obtenus et répondre à la question posée - Rendre compte de l expérience et de ses résultats, répondre à la question posée sous la forme d un rapport (écrit et/ou oral). - Gérer son temps de manière efficace. - Rédiger un rapport (mode opératoire) - Utiliser les réactifs, les appareils et les instruments de mesure correctement en respectant les consignes de sécurité - Modèle de Bohr de l atome - Emission de lumière au niveau atomique SAVOIRS SAVOIR-FAIRE - ATTITUDES Savoirs Savoir-faire - Pouvoir utiliser le matériel de base au labo. - Utilisation des procédures de communication (rédaction d un rapport). - Utilisations de ressources documentaires adéquates - Savoir-faire liés aux procédures expérimentales (entre autres : techniques de prélèvements). - Collaboration entre les élèves Attitudes Examen de laboratoire identification d éléments Page 10

11 Critères Indicateurs Pondération 1. Mise en œuvre de la procédure expérimentale Appliquer des règles de sécurité Les pictogrammes de sécurité et les phrases R/S ont étés identifiés /2 Les substances ont été correctement nommées et leur formulation est correcte / Mener a bien un mode opératoire Le mode opératoire est formulé dans un français correct en utilisant les termes scientifiques appropriés Le mode opératoire est logique par rapport à la tâche et au matériel mis à disposition /3 / Habileté et soin dans la préparation de la manipulation. /14 Prélèvements effectués de façon adéquate Identification adéquate des photophores / Qualité des observations Couleurs attendues renseignées et basées sur des données objectives /1 Les observations sont complètes et indiquées dans les tableaux à une place adéquate / Faire preuve d honnêteté par rapport aux résultats obtenus Les hypothèses émises quant à la composition des photophores sont présentes /1 composition photophore correctement identifiée (-0.5) /2 2. Exploitation des résultats et réponse à la question posée. 3. Qualité formelle du rapport 2.1. Exploitation des résultats : Utilisation du modèle de Bohr dans l interprétation /1 Le lien entre couleurs émises et éléments est présent /1 L influence de la technique d excitation des atomes est interprétée /2 Critique argumentée de la méthode d identification d éléments par la méthode des flammes colorées Lisibilité et soin du rapport L'aspect général, la présentation, l expression écrite sont soignées et correctes. / Qualité scientifique de la présentation (hors mode opératoire) 3.3. Cohérence de la conclusion. /2 /2 /1 /6 /4 4. Qualité de la collaboration des élèves dans l équipe Travail de collaboration au cours de la manipulation, de l'exploitation des résultats et de la rédaction du rapport de laboratoire. /1 /1 /25

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