CAHIER D ACTIVITÉS LABORATOIRES MODULE 2. De l atome aux aliments X - TEAMWORK PH - TRUTH ABOUT FOOD! COURS SUJET DEVOIR À REMETTRE

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1 CAHIER D ACTIVITÉS LABORATOIRES MODULE 2 De l atome aux aliments X - TEAMWORK PH - TRUTH ABOUT FOOD! COURS SUJET DEVOIR À REMETTRE 1 T à 6.3 L ORGANISATION de la MATIÈRE. T 8.1 LES ÉTATS de la MATIÈRE. 2 T- 7.1 LES PROPRIÉTÉS de la MATIÈRE. T- 7.2 LES PROPRIÉTÉS des SOLUTIONS (théorique). A- EXERCICES (solution et concentration). 3 T- 7.2 LES PROPRIÉTÉS des SOLUTIONS (pratique). A EXERCICES ADN (solution et concentration) A EXERCICES Feuille supplémentaire. 4 A ACTIVITÉ 2.1 : PARTY DE BOISSONS!!! A LAB 2.2 : LA SORCIÈRE (préparation) 5 C LAB 2.2 : LA SORCIÈRE (préparation) A- LAB 2.2 : LA SORCIÈRE (manipulations) 6 C LAB 2.2 (analyse & conclusion) T 4.1 LES ALIMENTS (nutrition) A LAB 2.3 : CHEZ TI-PATT (préparation) EX p & & EX - p.229 à 232 EX p.240 à 247 (sauf no 13 & 15) EX -Feuille exercices supplémentaires. LAB 2.2 (prép. lab) p.8-9 LAB 2.2 (analyse-con) QA p.6 & p.10 EX P. 84 à 85 LAB 2.3 (préparation) QT p.14 & p.17 LAB 2.2 (prép) ACT 2.1 RAPPORT LABORATOIRE C- LAB 2.3 : CHEZ TI-PATT (préparation) A LAB 2.3 C CHEZ TI-PATT (manipulations) 8 C LAB 2.3 : CHEZ TI-PATT (analyse & conclusion) T- LA SANTÉ : ALIMENTATION & EXERCICES. T CONSERVATION DES ALIMENTS. LAB 2.3 (analyse-con) QA p. 16 et p.18 ÉTUDE MODULE 2 REV P & P LAB 2.3 (prép) RAP. LABO 2.3 SANTÉ MODULE 2 9 ÉV EXAMEN MODULE 2 REDACTION COMMUNICATION MODULE 2 1 er MODULE 2.5 T- 2.5 TECHNO : INITITATION À L ATELIER & LE DESSIN TECHNIQUE. REMISE COMMUNICATION ÉCRITE MODULE 2

2 Guide d étude : module 2 Connaissances 4.1 Identifier les besoins de la cellule (intrants et extrants). 4.1 Décrire les principales fonctions biologiques des nutriments qui se trouvent dans les aliments (glucides, lipides, protides, eau, vitamines et sels minéraux). 4.1 Associer les nutriments à leurs sources principales (groupes alimentaires). 4.1 Les portions recommandées du guide alimentaire canadien pour un adolescent. 4.1 Décrire l utilité de la conservation des aliments et de leurs propriétés nutritives. 6.1 Définir et utiliser le modèle planétaire comme étant une façon de représenter l atome et ses parties (noyau et orbitale : proton, neutron et électron). 6.1 Définir et utiliser le modèle particulaire (corpusculaire) comme étant une façon de représenter l arrangement et le comportement de la matière. 6.2 Définir une substance pure et distinguer un élément d un composé (molécule). 6.3 Décrire et distinguer des mélanges homogènes et des mélanges hétérogènes. Distinguer les types de mélanges présents dans le corps humain (urine, sang, etc.) 7.1 Définir le concept de masse et de volume dans la matière. 7.1 Expliquer les propriétés physiques et chimiques caractéristiques de la matière : concept de masse volumique, de point de fusion, de point d ébullition et d indicateurs. 7.1 Déterminer la masse volumique de différentes substances théoriquement. 7.1 Identifier des substances gazeuses, liquides et solides par leur masse volumique, point de fusion et point d ébullition à l aide d un document de référence. 7.1 Identifier une substance à l aide de ses propriétés chimiques caractéristiques et d un document de référence. 7.2 Définir et identifier les composantes d une solution (soluté et solvant). 7.2 Définir le concept de solubilité et de concentration d une solution. 7.2 Décrire l effet d une variation de la quantité de soluté ou de solvant sur la concentration d une solution (concentration et dilution). 7.2 Déterminer la concentration d une solution aqueuse (g/l et g/100ml). 7.2 Décrire l effet d une variation de température sur la solubilité d une substance. 7.2 Expliquer le phénomène de dilution en termes de concentration et de volume. 7.2 Déterminer le volume final ou la concentration finale d une solution après une dilution. out 8.1 Comparer l arrangement des particules dans une substance à l état solide, liquide ou gazeux et expliquer un changement d état à l aide du modèle particulaire. 8.1 Expliquer le phénomène de dissolution à l aide du modèle particulaire. LA SANTÉ Communication orale ou écrite. A Comment bien s alimenter et les effets désirés sur nos cellules, organes ou systèmes. B Comment bien s activer (temps vs intensité) et les effets désirés sur notre corps. Techniques Utiliser le matériel de laboratoire et les produits chimiques de façon sécuritaire. Déterminer la masse volumique d une substance solide ou liquide à l aide d instruments de mesure (balance et verrerie). Utiliser des tests d indicateurs chimiques adéquatement et sécuritairement. (Biuret, Fehling et Soudan IV). 2

3 ACTIVITÉ 2.1 SCIENTIFIQUE MISE EN SITUATION : Vos parents partent en camping pour la fin de semaine, quoi de mieux que d inviter toute la galerie pour un party de boisson!! Vous ouvrez le réfrigérateur pour constater avec désarroi qu il ne PARTY de BOISSON reste qu un verre de jus du célèbre Cuncana sunbeach drink de votre mère. N écoutant que votre courage, vous vous lancez tête baissée dans cette festive aventure scientifique. NOM : GROUPE : TEAM : 1. LE JUS?!? : Identifier la sorte de jus qui reste au réfrigérateur en déterminant sa masse volumique (g/ml). FRUITS : ρ = 1,4 g / ml ORANGE ρ = 1,2 g / ml MANGUE ρ = 1,1 g / ml 2. LA RECETTE?! : a) Déterminer la masse (g) de poudre dans un verre (250mL). b) Déterminer la concentration en % du célèbre jus de votre mère. a) b) 3

4 3. LA GANG ARRIVE! : Déterminer la masse de poudre à utiliser si vous voulez faire un gros pot de jus (V = 2,5L) concentré à 20%. 4. LA PANIQUE!! Déterminer le volume maximum de jus concentré 20% qu on peut faire s il ne reste que 380g de poudre dans le pot. BONUS 5. MARC! : Déterminer comment faire un verre de 250mL de jus 4 fois moins concentré à Marc en utilisant le pot de jus original concentré à 20%. 4

5 LABORATOIRE 2.2 SCIENTIFIQUE MISE EN SITUATION Lise, notre sorcière et animatrice de vie scolaire préférée, nous a proposé 4 bonbons pour mettre le party dans la place à l Halloween. Afin de mettre du piquant dans la LA SORCIÈRE fiesta, elle a aussi empoisonné volontairement un de ses pots de bonbons à l huile de Ricin afin de se prévaloir d un vendredi plus relax pour cause d intoxication alimentaire. L huile de Ricin est un puissant laxatif, incolore, inodore dont la saveur masquera le goût. Toujours s assurer de la disponibilité du cabinet et ne rien prévoir dans les 2 jours suivant son ingestion. Afin de ne pas vous faire prendre par une diarrhée torrentielle il vous faudra identifier le pot bonbon contaminé parmi les quatre proposés : Le célèbre ROCKETS C (sucre) = 0,022g / 1mL A C Le tendre caramel mou C (sucre) = 8,70 g / 200 ml B Le croquant lollipop C (sucre) = 32,5g / 1L La collante tire Ste- Catherine C (sucre) = 2,55g / 50 ml D Ces concentrations sont fournies par les fabricants à +/-0,2% près. PRINCIPE : Partant du fait qu un bonbon n est que de l eau, du sucre et une infime quantité de saveur artificielle nous pourrons déterminer le contenu des bonbons, une fois dissout, en les comparants avec la concentration en sucre fournie par le fabricant. Il vous faudra pour éviter le pire, déterminer la concentration (g/ 100mL) à partir de la quantité (g) de sucre contenus dans un échantillon de 100mL provenant de chacun des 4 bonbons dissout (A,B,C et D). Ces concentrations te permettront de déterminer si ces bonbons ne contiennent que du sucre. RAPPEL : La masse volumique de l eau pure est de 1g / ml (cm 3 ). 5

6 MANIPULATION : SACHEZ QUE NOUS NE TENONS PAS COMPTE DU MINIME VOLUME OCCUPÉ PAR LES SUCRES DISSOUS DANS L EAU. CE QUI EST UN CRIME EN SOI AUX YEUX DE LA COMMUNAUTÉ SCIENTIFIQUE MAIS ESSENTIEL À LA RÉALISATION DE CE LABORATOIRE. MILLE PARDONS!!! MESURE DE LA MASSE DES 4 BONBONS (masse et volume). 1. Laver la verrerie au savon et à l eau du robinet. Rincez 3 fois à l eau distillée. 2. Prendre environ 110 ml de la solution du bonbon A dans un bécher (150ml). 3. Mesurer la masse de la fiole jaugée (100ml) avec la balance à fléau. 4. Mesurer en transférant avec un entonnoir et une pipette 100 ml de solution provenant du bécher du bonbon A dans la fiole jaugée. 5. Mesurer la masse de la fiole jaugée et de la solution A avec la balance à fléau. 6. Disposer des solutions des bonbons dans le bac de récupération. 7. Répéter les étapes 1 à 6 pour les 3 autres solutions de bonbons. CALCUL DE LA MASSE VOLUMIQUE et de la CONCENTRATION. 1. Calculer la masse volumique de chaque bonbon et déterminer la quantité de sucre qu il contient en grammes (p = m / V). Faire un exemple de calcul. Masse volumique (bonbon) masse volumique (eau) = m (sucre) x Calculer la concentration (%) de sucre à partir de la masse de sucre calculé. C = m / V x 100. Faire un exemple de calcul. QUESTIONS D ANALYSE : 1. Quelle est la concentration (%) attendue de sucre de chaque bonbon. A B C D 2. Quelle est la concentration (%) obtenue de sucre de chaque bonbon. A B C D 3. Quel est le bonbon qui contient de l huile de Ricin? 6

7 NOTE PERSONNELLE 7

8 QUESTIONS THÉORIQUES : / Expliquer comment les particules de soluté sont distribuées dans le solvant pour un mélange homogène. Utiliser l air comme exemple. 2. Expliquer comment sont les particules dans un mélange hétérogène en suspension en utilisant une soupe aux légumes comme exemple. 3. Un bonbon est-il un mélange homogène ou hétérogène? Justifier. 4. Expliquer en 3 étapes, pourquoi le sucre devient invisible après sa dissolution dans l eau a) Quelle est la masse de sel contenue dans un bocal (750mL) d eau de mer (p=1,03g/ml) b) Quelle est la concentration en (%) de sels minéraux? a) b) 6. Calculer la concentration de sucre en pourcentage (%) des 4 bonbons de la mise en situation. A B C D 7. Quelle est la masse volumique de l eau pure et la concentration moyenne en sucre de ces bonbons en (g / L) et qu elle est le plus sucré? Bonbon moyen : Eau pure : Bonbon plus sucré : 8

9 NOM : DATE : LABO : RÔLE : GROUPE : ÉQUIPE : PROBLÈME : RÉEL : QT /25 SCIENCES : HYPOTHÈSE ou STRATÉGIE : MATÉRIEL : MANIPULATION : Laboratoire : Résumer en 2 étapes les manipulations de laboratoire pour obtenir la masse de la solution. Concentration : Résumer en 2 étapes les opérations mathématiques afin d obtenir la concentration de sucre en %. Laboratoire : Concentration : CD1-Représentation adéquate de la situation CD1-Élaboration d une démarche pertinente pour la situation

10 OBSERVATIONS ET RÉSULTATS : CALCUL /5 TABLEAU /5 MANIP /5 ANALYSE : CONCLUSION : CD1-Concrétisation du plan d action. Respect de la terminologie, des règles et des conventions CD1- Élaboration d explication et de solutions pertinentes

11 LABORATOIRE 2.3 SCIENTIFIQUE CHEZ TI-PATT MISE EN SITUATION : Nanecy, une grande habituée du célèbre restaurant d'envergure internationale Chez Ti-Patt, a dernièrement remarqué un changement dans le goût de son déjeuner préféré. Son flair lui fait même soupçonner l'utilisation de substituts d'aliments moins coûteux et moins nourrissant par le nouveau chef Tchèque, un dénommer Obert Samsonov. Étant donné qu'elle a une grande admiration pour le propriétaire, un américain du nom de Pat Rice, et de son célèbre déjeuner du bûcheron, elle décide alors de faire appel à un vieil ami et à son équipe de laboratoire spécialisée en nutrition pour effectuer certains tests sur des échantillons de nourritures qu'elle a prélevés secrètement dans de petits bouteilles lors de son dernier déjeuner chez Ti-Patt. Mais a-t-elle raison de douter du chef Samsonov? RESTAURANT Chez Ti-Patt Déjeuner du bucheron Avant de se lancer dans les études scientifiques elle a beaucoup de questions à poser car elle veut s'assurer que ces tests ont une valeur scientifique. Alors, son ami, Pascal De Larenaudière lui explique ce qu'est la chaîne alimentaire. Cette dernière se charge de transformer les molécules de l environnement en cette précieuse ressource qu est la nourriture qu aucun laboratoire scientifique terrestre n arrive à recréer artificiellement. D abord les plantes vertes fabriquent leur nourriture par la photosynthèse; c'est-à-dire qu'elles utilisent des matériaux inorganiques (eau, lumière, gaz carbonique, minéraux) pour produire de la matière organique (fruit et légumes) riche en énergie (glucides). En s en nourrissant, les animaux herbivores emmagasinent à leur tour de l'énergie sous la forme de graisses (lipides) et sous la forme de muscles (protéines). Finalement, les carnivores récupèrent ces nutriments et les transforment de nouveaux en matière qui leur est propre (peau, muscle, os et organes de toutes les sortes). Aujourd hui, l industrie agro-alimentaire nous offrent une panoplie de produits nutritionnels mais connaissons-nous vraiment ce qu ils contiennent? Surtout lorsque nous prenons nos repas au restaurant. Sont-ils issus de la nature ou d une pâle imitation de la réalité créée par un chimiste un peu tordu? On vous demande donc de déterminer si les 4 échantillons d'aliments (lait, céréale œuf et fraise), provenant du célèbre déjeuner du bûcheron, contiennent vraiment les aliments simples et nutriments qu ils devraient contenir. Pour ce faire, vous effectuerez les 3 tests d identifications (voir principe et protocole de la page suivante) de la présence des principaux nutriments. 11

12 PRINCIPE et PROTOCOLE : POUR CHACUN DES 3 TESTS ET CHAQUE ÉPROUVETTE, EFFETUER LES MANIPULATIONS SUIVANTES : 1 - LAVER LE CYLINDRE GRADUÉ AU DÉBUT, ENTRE CHAQUE CHANGEMENT D'ALIMENT ET À LA FIN DU LABORATOIRE. SOYEZ EFFICACE!! 2 NETTOYER VOS 12 ÉPROUVETTES EFFICACEMENT AU DÉBUT ET À LA FIN. 3 - IDENTIFIER VOS ÉPROUVETTES PAR UN CODE (A1 : aliment A test 1) pour LES RECONNAITRE. 4 - AGITER LES BOUTEILLES D ÉCHANTILLON AVANT CHAQUE MESURES et TESTS. 5 MESURER TROIS FOIS 3 ml D UN ÉCHANTILLON D ALIMENT AVEC LE CYLINDRE GRADUÉ (10mL) et LES METTRE DANS 3 ÉPROUVETTES BIEN IDENTIFIÉES. 6 - EFFECTUER LES 3 TESTS (fehling, soudaniv et Biuret) TEL QU INDIQUÉ CI-BAS : TEST de FEHLING : Identification des GLUCIDES. EN PRÉSENCE DE GLUCIDES, LA LIQUEUR DE FEHLING RÉAGIT CHIMIQUEMENT avec les glucides ET DEVIENT ORANGÉ. EN ABSENCE DE GLUCIDES, LA LIQUEUR DE FEHLING NE RÉAGIT PAS ET NE DEVIENT PAS ORANGÉ (reste BLEU-MAUVE). BLEU-MAUVE MANIPULATIONS : 1- Ajouter 3 gouttes de la solution de Fehling avec la bouteille compte-gouttes dans l éprouvette de chaque aliment. 2- Mélanger le contenu en exécutant un mouvement circulaire du poignet. 3- Faire chauffer 2 minutes dans un bain-marie. 4- Noter la couleur obtenue. 12

13 TEST du SOUDAN IV : Identification des LIPIDES. EN PRÉSENCE DE LIPIDES, LES GRANULES DE SOUDAN IV SE DISSOLVENT ET PRENNENT UNE TEINTE ROUGE. EN ABSENCE DE LIPIDES, LES GRANULES DE SOUDAN IV NE SE MÉLANGENT PAS et RESTE BRUN FONCÉ. MANIPULATIONS : 1 - Déposer un bâton souillé de Soudan IV dans l éprouvette de chaque aliment. 2 - Agiter l éprouvette en exécutant un mouvement circulaire avec le poignet. 3 - Observer le bâton et le liquide à la recherche d une teinte rougeâtre. 4 - Noter les résultats. TEST de BIURET : Identification des PROTÉINES. EN PRÉSENCE DE PROTÉINES, LE TEST DE BIURET (NaOH ET CuSO) RÉAGIT CHIMIQUEMENT ET DEVIENT VIOLET. EN ABSENCE DE PROTÉINES, LE TEST DE BIURET (NaOH ET CuSO) NE RÉAGIT PAS CHIMIQUEMENT ET NE DEVIENT PAS VIOLET (reste bleu-clair). MANIPULATIONS : 1- Ajouter 20 gouttes de NaOH dans l éprouvette de chaque aliment. 2 - Ajouter 5 gouttes de CuSO dans l éprouvette de chaque aliment. 3 - Mélanger le contenu de chaque éprouvette en exécutant un mouvement circulaire du poignet. 4 - Noter la couleur obtenue. 13

14 QUESTIONS THÉORIQUES: 1. Quelle est la fonction principale de chacun des aliments simples? /15 ALIMENTS SIMPLES glucides lipides protéines FONCTION 2. Nommer les 3 nutriments qui régularisent le métabolisme du corps? 3. Les végétaux accumulent des réserves énergétiques principalement sous quelle forme et nommer la molécule? 4. Les animaux accumulent des réserves énergétiques principalement sous quelles formes et nommer ces molécules? 5. Remplir le tableau suivant à l aide du guide alimentaire. Groupes alimentaires portion par jour % de l assiette Origine animale ou végétale 6. Indiquer par un X quels nutriments les aliments suivants devraient principalement contenir théoriquement? (manuel p.76 et 80) Aliments/Nutriments Glucides Lipides Protéines A- Lait B- Céréales C- Œufs D- Fraises 14

15 NOTE PERSONNELLE 15

16 QUESTIONS D'ANALYSE : Remplis le tableau ci-dessous, en indiquant quels nutriments sont présents dans chacun des échantillons (laboratoire et théorique) afin de déterminer s il s agit d un aliment réel ou un substitut alimentaire. Aliments testés Aliments simples détectés laboratoire Aliment réel ou substitut Justification A - LAIT Présence Théorique Glucide O Lipides O Protéine O LAIT Présence Laboratoire Glucide O Lipides O Protéine O B - CÉRÉALE Présence Théorique Glucide O Lipides O Protéine O CÉRÉALE Présence Laboratoire Glucide O Lipides O Protéine O C - ŒUF Présence Théorique Glucide O Lipides O Protéine O ŒUF Présence Laboratoire Glucide O Lipides O Protéine O D - FRAISE Présence Théorique Glucide O Lipides O Protéine O FRAISE Présence Laboratoire Glucide O Lipides O Protéine O 16

17 NOM : RÔLE : PROBLÈME : RÉEL : DATE : LABO : GROUPE : ÉQUIPE : QT /15 SCIENCE : HYPOTHÈSE ou STRATÉGIE: MATÉRIEL : MANIPULATIONS : Résumer en 4 étapes la détection des 3 nutriments pour 1 aliment. CD1-Représentation adéquate de la situation CD1-Élaboration d une démarche pertinente pour la situation

18 OBSERVATIONS ET RÉSULTATS : TABLEAU /5 MANIP /5 ANALYSE : CONCLUSION : CD1-Concrétisation du plan d action. Respect de la terminologie, des règles et des conventions CD1- Élaboration d explication et de solutions pertinentes