Mélanges et solutions : Séparer des mélanges

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1 Mélanges et solutions : Séparer des mélanges 1. Séparer du sel et du poivre Utiliser les propriétés de la matière pour séparer 2 solides. Acquérir un lexique : soluble, non soluble, filtration, évaporation, ébullition. Mener une démarche d investigation. Matériel : Par groupe : un gobelet contenant un mélange de poivre et de sel, une loupe ; feuille d expérience ; crayon de papier et gomme. Pour la classe : pince à épiler, entonnoir, cuillère, paille, casserole, plaque électrique, coton, règle en plastique, passoire, filtre à café, récipients divers, tissu : mis à disposition selon le besoin des groupes. Dessin du capitaine Haddock sur le TNI, affiche vierge et marqueurs Mise en situation : Reprendre les connaissances acquises lors de la séance sur solubles, non solubles. Ce matin, vous avez mélangé des solides et des liquides. Cet après-midi vous allez chercher à les séparer notamment en essayant de résoudre un défi. Défi : Mille sabords! Les contenus de la salière et de la poivrière du capitaine Haddock se sont mélangés sur la table. Je vous mets au défi de réparer sa bêtise : séparer le sel et le poivre. Déroulement : hypothèses et expérimentations Chaque groupe devra imaginer un moyen pour séparer le sel et le poivre. Pour cela, : o il réfléchira à ce qu il a l intention de réaliser et en fera un schéma o il établira la liste du matériel nécessaire (du matériel est présenté par le maître mais les élèves peuvent aussi demander autre chose si besoin) o il expérimentera et notera ses résultats o il présentera aux autres groupes l expérience faite et le résultat obtenu. Chaque groupe réfléchit à une solution et établit le protocole de son expérience. Une fois, le protocole écrit et le matériel listé, les groupes peuvent réaliser leur expérience et noter les résultats obtenus. Si le défi n est pas réussi, le groupe a la possibilité de faire évoluer son protocole en fonction de cette première expérience.

2 Synthèse collective : Chaque groupe vient présenter son expérience et les résultats obtenus. Comparaison des différents résultats de toutes les expériences, confrontation avec le savoir établi tout au long de la séquence et avec les hypothèses testées, sous forme de discussion avec l ensemble de la classe. Effectivement, le sel se dissout dans l'eau tandis que le poivre ne se dissout pas. Donc le sel est soluble mais pas le poivre, c'est pour cela qu'on a pu récupérer le poivre par filtration et le sel par ébullition ou évaporation. 2. Conservation de la masse Savoir qu'il y a conservation de la masse au cours d'un mélange, et en particulier d'une dissolution. (La masse du mélange est égale à la somme des masses des constituants) Mener une démarche d investigation. Matériel : Par groupe : du sel fin, un Becher, de l eau, une balance électronique Pour la classe : Défi affiché sur le TNI, pâte à modeler, affiche vierge et marqueurs Mise en situation : Résoudre l énigme ci-dessous : Je pèse un petit tas de sel. La balance affiche 6g Je pèse un récipient contenant de l eau. La balance affiche 100g. Je mets le sel dans l eau et je remue jusqu à ce que le sel soit entièrement dissous. Je pèse le récipient avec l eau salée. Qu indiquera la balance? Déroulement : hypothèses et expérimentations Est-ce que le mélange des deux substances (sel et eau) qui vient d être réalisé pèsera autant, plus ou moins que les deux substances avant qu elles ne soient mélangées? Chaque groupe émet son hypothèse argumentée. Exemples d hypothèses émises par les élèves et qui devront être vérifiées : o Le mélange des substances pèsera autant que les deux substances ensemble. o Le mélange pèsera moins car comme le sel se dissout, il y en a moins.

3 o Le mélange pèsera plus car l eau va faire gonfler le sel qui pèsera donc plus lourd. o Chaque groupe devra expérimenter et noter ses résultats sur la fiche d expérience. Synthèse collective : Mise en commun des résultats Les résultats des mesures ne seront pas forcément ceux que l on devrait attendre, à cause de l incertitude sur la masse affichée sur la balance électronique. Aborder la question de l incertitude de mesure liée à l utilisation d un instrument de mesure. Comme pour chaque instrument de mesure (thermomètre, ), la balance donne un résultat avec une incertitude de mesure : la valeur de la masse affichée est donnée à +ou- 1g. Par exemple, si la masse affichée est 86g, la masse réelle est en fait comprise entre 85g et 87g. Pour faire prendre conscience aux élèves de cette incertitude de mesure, on peut leur proposer de peser plusieurs fois le même objet sur la même balance et sur des balances différentes et d'observer que la valeur de la masse donnée par la balance peut varier d'une fois à l'autre. Conclusion possible : Dans un mélange de sel et d'eau, la masse du sel s'ajoute à la masse de l'eau. Si on dissout 6 g de sel dans 100 g d'eau, la masse du mélange est : 6 g + 100g soit 106 g. La masse est conservée. Que se passe-t-il lors qu un grain de sel se dissout pour qu on ne le voit plus tout en ayant sa masse conservée? Modéliser avec une boule de pâte à modeler blanche représentant un grain de sel et que l on partage en plusieurs morceaux. Lorsque le grain se dissout dans l eau, il est dispersé en éléments microscopiques que l on ne voit plus mais si on les rassemble, la masse totale est la même. 3. Réinvestissement : Magique?! Non. Scientifique! Réinvestir les notions de solubilité afin de résoudre un problème scientifique. Mener une démarche d investigation. Matériel : Par groupe : feuille d expérience ; crayon de papier et gomme. Pour la classe : un aquarium rempli d eau, un petit bateau, un petit sac rempli de sel pour lester le bateau. Plusieurs sacs en coton (ou compresses de gaze ou vieux bas, ), des sacs en plastique du gros sel, du sable, : mis à disposition selon le besoin des groupes. Affiche vierge et marqueurs.

4 Mise en situation : Expérience à réaliser devant la classe : Un petit bateau flotte sur une bassine d eau. On veut le faire couler. Pour cela, la maîtresse le leste avec un sac qui va l alourdir. Effectivement, l objet coule. Mais surprise, il remonte au bout de quelques minutes. Que s est-il passé? Déroulement : hypothèses et expérimentations Travail de groupes : Les groupes doivent proposer des hypothèses argumentées en s appuyant sur les connaissances acquises lors de la séance et les valider en vérifiant par l expérience. Compléter la fiche d expérience. Synthèse collective : Chaque groupe vient présenter son expérience et la réalise devant la classe. L explication scientifique : L objet est lesté par un sac en coton contenant du sel. Lorsque l objet est lesté avec ce sac, il coule. Mais lors de son contact avec l eau, le sel se dissout! Ce qui allège l ensemble et l objet remonte à la surface. Quelques questions pour faire réfléchir les élèves : Aurait-on pu obtenir le même résultat en remplaçant le sac en coton par un sac en plastique? Pourquoi? Aurait-on pu obtenir le même résultat en remplaçant le sel par du sable? Pourquoi?

5 Comment séparer le sel et le poivre? Feuille d expérience Imaginez un moyen pour aider le capitaine Haddock à séparer le sel et le poivre. Il faudra : expliquer votre expérience à l aide de schémas, de texte et de légendes. écrire la liste du matériel faire votre expérience noter vos résultats expliquer aux autres groupes votre expérience et vos résultats

6 PROBLÈME J écris ce que je me pose comme question. HYPOTHÈSES J écris ce que je pense et pourquoi. INVESTIGATIONS J écris des phrases et je dessine des schémas légendés pour expliquer ce que je compte faire. J écris la liste du matériel qu il me faut pour mener mes recherches. RÉSULTATS J écris ce que je constate INTERPRÉTATIONS J écris si mon hypothèse est vérifiée.