LES MELANGES. Catastrophe dans la cuisine

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Flavie Morin
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LES MELANGES Objectifs : - Concevoir et réaliser des expériences pour caractériser des mélanges - Savoir que certains solides sont solubles dans l eau et d autres pas - Estimer expérimentalement une

Réflexion Catastrophe dans la cuisine Le petit frère de Philémon joue tranquillement.

1 LES MELANGES Objectifs : - Concevoir et réaliser des expériences pour caractériser des mélanges - Savoir que certains solides sont solubles dans l eau et d autres pas - Estimer expérimentalement une valeur de solubilité dans l'eau - Connaître le vocabulaire «miscible» et «dissout» - Savoir que certains liquides sont miscibles dans l eau, et d autres non I. Catastrophe dans la cuisine 1. Réflexion Catastrophe dans la cuisine Le petit frère de Philémon joue tranquillement. Soudain sa mère se rend compte qu'il a pris la boîte de sel et qu'il a scrupuleusement mis du sable dans la boîte de sel!!! C'est une bien mauvaise surprise. Nous sommes samedi soir, les magasins sont fermés et ta maman a besoin de sel pour préparer les repas du week-end Heureusement, jeune apprenti chimiste, tu es là et tu vas certainement pouvoir l'aider 1. Quel problème se pose à la maman? Que voudrait-t-elle? 2. Imaginer des expériences pour arriver à faire cette séparation Expliquer à quoi va servir chaque action/étape. 2. Mise en œuvre des conclusions : travaux pratiques 1

2 Objectif : Connaître la technique de filtration Savoir schématiser une filtration Connaître la technique de décantation Savoir schématiser une décantation Manipuler correctement et avec précision Réaliser une évaporation Réaliser une dissolution d un solide dans un liquide Matériel : Mélange de sable et de sel. Techniques de séparation Ecrire le nom de la verrerie dont vous penser avoir besoin pour effectuer ce TP : Consigne de sécurité : ranger son sac sous sa table pour ne pas se prendre les pieds dedans débarrasser sa paillasse (livre, cahier, ) attacher ses cheveux longs Consigne de travail : rester debout devant sa paillasse pendant l expérimentation, ne parler qu à voix basse, lever la main pour appeler le professeur. Deux points de manipulation sont à gagner. Déroulement : 1. Ajoute de l eau au mélange de sel et de sable. Qu observestu?... Fais un schéma avec une légende, dans le cadre : 2. Où est passé le sel, a-t-il disparu?..... Dissolution du sel 3. Procède à la décantation : laisse reposer le mélange, pour permettre aux grains de sables de tomber au fond du bécher 4. Procède à la filtration du mélange. Fais un schéma légendé de la filtration dans le cadre : 5. Que contient la solution après la filtration? A quoi sert la filtration? Filtration 7. Préparer l évaporation : déposer ce qui a été filtré dans un bécher, et amener le tout au bureau du professeur, sans en renverser. Nous allons laisser reposer vos mélanges une semaine et observer ce qu il se passe. 8. qu observe-t-on après une semaine? Qu avons-nous dans le bécher? complète le schéma ci-dessous : Avant l évaporation Après l évaporation 2

3 II. Solubilité d'un solide ou d'un gaz 1. Définition Certaines espèces chimiques sont capables de se dissoudre dans l'eau : le sucre dans le café, le sel dans l'eau le dioxyde de carbone dans les boissons pétillantes boisson gazeuse ou pétillante? Selon vous quel gaz est contenu dans les boissons pétillantes? Comment pourrait-on le prouver? Montage à réaliser : Vous devez réaliser le montage suivant : Puis tester le gaz obtenu avec de l'eau de chaux. De quelle couleur devient l'eau de chaux en présence de ce gaz?... Que cela veut-il dire? Quel est le gaz contenu dans les boissons gazeuses?... Lorsqu'un composé solide ou gazeux est capable de se... dans l'eau, On dit qu il est... dans l eau. IL..., MAIS IL EST DISSOUT (éparpillés) DANS LE... RQ : Tous les solides ne sont pas solubles dans l eau :... par exemple. Il existe... de solides : ceux qui sont solubles dans l eau et ceux qui ne sont pas solubles dans l eau. On peut se servir de cette différence pour séparer deux solides. 3

4 Définition : la solubilité d'une espèce chimique est sa capacité à se dissoudre dans un solvant pour former un mélange homogène. On peut la mesurer : c'est la masse maximale de soluté capable de se dissoudre dans 1 L d'eau. 2. Calcul d'une limite de solubilité EPI : cas de la mer morte. Combien y a-t-il de sel dans un litre d'eau de la mer morte pour qu'il ne puisse pas se dissoudre? Observe cette photo, qu'observes-tu?... Sous quel état se trouve les sel?... Pourquoi ne se dissout-il pas?... Quelle est la masse de sel contenu dans un litre d'eau de la mer morte pour qu'il ne puisse pas se dissoudre? Rédige un compte rendu de TP pour répondre à cette question. Que se passe-t-il si je chauffe la solution? Explique pourquoi, ces constructions salines n'apparaissent qu'en hiver sur la mer morte. Ccl : nous avons pu dissoudre au maximum :... g de sel dans 100 ml d'eau. pour savoir combien il faut de sel pour saturer 1 L d'eau, il faut faire un produit en croix :... g 100 ml 1000 ml La limite de solubilité du sel dans l'eau est de... g par litre. 4

3. Conservation de la masse Devoir maison : Dissolution du sucre dans l'eau Préambule Hypothèse : Selon vous le sucre disparait-il lors d'une dissolution?

Expérience Matériel : une balance électronique, deux morceaux de sucre, un bécher contenant de l'eau Déroulement : On mesure la masse m 1 de deux morceaux de sucre, puis la masse m 2 de l'eau :

5 3. Conservation de la masse Devoir maison : Dissolution du sucre dans l'eau Préambule Hypothèse : Selon vous le sucre disparait-il lors d'une dissolution? Comme toute hypothèse, il n'y a pas de réponse juste ou fausse, c'est l'idée que vous vous faites de la situation qui compte. Vous reviendrez dessus en fin d'activité pour la valider ou la corriger. Expérience Matériel : une balance électronique, deux morceaux de sucre, un bécher contenant de l'eau Déroulement : On mesure la masse m 1 de deux morceaux de sucre, puis la masse m 2 de l'eau : Plaçons le sucre solution. dans l'eau, agitons et mesurons la masse M de la Questions 1. Compare la masse M de la solution avec la somme des masses (m 1 + m 2 ) de ses constituants 2. Où est passé le sucre? 3. A-t-il disparu? justifie. 4. Ton hypothèse était-elle juste? Sinon corrige-la. 5

"le sucre va disparaître dans l'eau, et le sac sera moins lourd à porter", dit-elle. Fabien n'est pas d'accord avec cette affirmation.

6 La masse varie-t-elle lors d'une dissolution Emilie et Fatih vont faire une randonnée en montagne. Ils préparent leur sac en y mettant entre autre une bouteille de 30 cl d'eau et 5 morceaux de sucre de 5 g chacun. Emilie propose alors de dissoudre les morceaux de sucre dans l'eau de la bouteille."le sucre va disparaître dans l'eau, et le sac sera moins lourd à porter", dit-elle. Fabien n'est pas d'accord avec cette affirmation."le sucre ne disparait pas, il s'éparpille dans l'eau, le sac sera aussi lourd". Qui a raison?... Conclusion : lors d'une dissolution, la masse se conserve : ainsi si je dissout 23,5 g de sucre dans 100 g d'eau, le mélange pèsera..., soit... g Le sucre ne disparait pas : il s'éparpille dans l'eau : il se dissout. III. Miscibilité de deux liquides 1. Approche expérimentale Définition de miscibilité : Qui peut se mélanger à un autre corps de façon homogène. 6

TP Miscibilité d un liquide dans l eau : Voici plusieurs liquides, à vous de déterminer s ils sont miscibles dans l eau. Attention de prélever les liquides avec l instrument adéquat.

7 TP Miscibilité d un liquide dans l eau : Voici plusieurs liquides, à vous de déterminer s ils sont miscibles dans l eau. Attention de prélever les liquides avec l instrument adéquat. Vous rapporterez vos résultats dans le tableau ci-dessous : Liquides Eau + Sirop Eau + Huile de tournesol Observation Eau + White Spirit Eau + Colorant alimentaire Conclusion (miscible ou non miscible) Exemple : Eau + sirop de menthe avant mélange :... Eau +sirop de menthe après mélange :... Eau + huile avant mélange :... Eau plus huile après mélange : Conclusions Comme pour les solides, certains liquides se mélange l eau : on dit qu ils sont... dans l'eau. Par exemple,... est miscible dans l eau. D autres liquides ne sont pas miscibles et ne se mélangent pas à l eau, on observe alors deux... de liquide : le plus lourd étant toujours... Dans ce cas, il est possible de les séparer. On utilise alors une Bouchon Ampoule à décanter Liquide A plus léger que B Liquide B Robinet On observe dans l ampoule à décanter deux liquides A et B, posés l un sur l autre car ces liquides ne sont pas miscibles entre eux (ils ne se mélangent pas) Le liquide B est plus dense que le liquide A : il se trouve au fond de l ampoule et sera retiré en premier, en ouvrant le robinet et en enlevant le bouchon. Le liquide A sera retiré en le versant par le haut de l'ampoule à décanter. 7

8 3. Vocabulaire Il faut faire attention de ne pas confondre le vocabulaire des solides avec celui des liquides : Solide Soluble Insoluble Un solide se dissout dans l eau Mélange homogène Mélange hétérogène Soluté liquide Miscible Non miscible Un liquide est miscible dans l eau Mélange homogène Mélange hétérogène soluté 8

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