Matière et matériaux

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1 Matièr t matériaux

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3 Bloc 1 : Un univrs d particuls Duré : 3 hurs Princips scintifiqus Ls princips scintifiqus s adrssnt aux nsignants t aux nsignants. Théori particulair Ls six postulats d la théori particulair d la matièr : 1. Tout matièr st composé d particuls. Bin qu cs particuls n aint jamais été obsrvés, l êtr humain a la pruv qu lls xistnt : lls prmttnt d xpliqur ls changmnts d état t d mass volumiqu. Ctt théori fait parti du modèl d la matièr. 2. Touts ls particuls d un mêm substanc pur sont idntiqus. Tout port à croir qu un particul d glac, un particul d au t un particul d vapur d au sont idntiqus, malgré ls conditions xtériurs auxqulls lls sont soumiss. Touts ls particuls d un mêm substanc pur ont un mêm composition, un mêm configuration t un mêm mass, qul qu soit lur état. Par xmpl, touts ls particuls d fr sont smblabls. 3. Touts ls substancs différnts sont formés d particuls différnts. La particul d un substanc st différnt d la particul d tout autr substanc. Par xmpl, un particul d aluminium st différnt d un particul d nickl. 4. Ls particuls sont séparés par ds intrstics. L volum d tout objt st composé d baucoup plus d spac vid qu d particuls. Ls spacs ntr ls particuls sont plus ptits dans un solid t plus vasts dans un gaz. L application d un prssion put réduir l spac ntr ls particuls d gaz; l volum st alors diminué, car la prssion rapproch ls particuls. Ls solids t ls liquids sont moins comprssibls, car ls spacs ntr ls particuls sont plus ptits; mais si on appliqu un prssion suffisant, ils sront légèrmnt comprimés. 5. Ls particuls sont animés d un mouvmnt incssant : plus lls ont d énrgi, plus lur mouvmnt st rapid. L amplur du mouvmnt dépnd d la tmpératur, car l énrgi ds particuls augmnt au mêm rythm. Puisqu ls particuls d au à la surfac d un étang s déplacnt dans tous ls sns, un crtain nombr vont inévitablmnt s séparr t s éloignr d l étang. C n st qu au zéro absolu (à nviron!273 /C) qu ls particuls n ont théoriqumnt aucun énrgi, donc aucun mouvmnt. Matièr t matériaux Bloc 1 93

4 6. Ls particuls sont soumiss à ds forcs d attraction qui augmntnt au mêm rythm qu ls particuls s rapprochnt ls uns ds autrs. (Il arriv qu cs forcs soint contrés par d autrs forcs qui mpêchnt la matièr d s ffondrr complètmnt.) C phénomèn montr qu ls solids sont plus rigids t plus dnss qu ls liquids t qu ls liquids sont plus dnss qu ls gaz. Ls particuls d un solid sont plus rapprochés qu clls d un liquid ou d un gaz. L solid sra l plus dns, car ss particuls, plus rapprochés, subissnt un plus grand forc d attraction. Un solid st donc rigid. Pour liquéfir un solid, il st nécssair d fournir d l énrgi aux particuls pour réduir ls forcs d attraction. C st la raison pour laqull un changmnt d état d solid à liquid qui s opèr à un tmpératur fix rquirt d la chalur. L mêm princip s appliqu pour vaporisr un liquid. Ls changmnts d état d la matièr La théori particulair stipul, ntr autrs, qu la matièr st formé d particuls toujours n mouvmnt. Plus on fournit d énrgi thrmiqu à la matièr, plus ls particuls bougnt vit. Dans ls liquids, ls particuls sont un pu plus éloignés qu dans ls solids. La forc d attraction st un pu moins grand, prmttant aux particuls d glissr aisémnt ls uns sur ls autrs. C st la raison pour laqull un liquid put coulr t épousr la form du contnant dans lqul il s trouv. Plus l liquid coul lntmnt, comm la mélass, plus il y a d friction ntr ls particuls. Dans ls gaz, ls particuls sont très éloignés. La forc d attraction ntr lls st très faibl, ls particuls ayant tndanc à prndr tout l spac disponibl. C st la raison pour laqull il faut utilisr un couvrcl lorsqu on ntrpos un gaz, sinon il s répand à l xtériur du contnant. Un gaz a tndanc à s diffusr, sa concntration dvnant la mêm partout. Lorsqu on ouvr un contnant qui contint un gaz, sa concntration st très fort autour du contnant. Plus on s éloign du contnant, plus la concntration diminu, dvnant la mêm partout dans la sall, puisqu ls particuls d gaz s diffusnt assz rapidmnt. Au momnt d un changmnt d état, il y a un augmntation ou un diminution d l énrgi thrmiqu. Ls changmnts d état sont ls suivants : Évaporation ou vaporisation : Passag d l état liquid à l état gazux Condnsation : Passag d l état gazux à l état liquid Solidification ou congélation : Passag d l état liquid à l état solid Liquéfaction ou fusion : Passag d l état solid à l état liquid Sublimation : Passag d l état solid à l état gazux ou vic-vrsa (sans passr par l état liquid) 94 Scincs t tchnologi, 7 anné

5 Cart sémantiqu du domain Vous trouvrz la cart sémantiqu n format Smart Idas ainsi qu n format pdf dans l cd qui accompagn c modul. Aprçu du bloc Dans c bloc d nsignmnt, l élèv s familiaris avc l concpt d particuls t la théori qui l sous-tnd. D plus, ll ou il utilis ss connaissancs d la théori particulair pour miux comprndr l agncmnt t l mouvmnt ds particuls à chacun ds états. Ensuit, l élèv appliqu ss connaissancs acquiss pour xpliqur ls changmnts d état dans ds applications d son quotidin. Matièr t matériaux Bloc 1 95

6 Vocabulair du bloc liquid forc d attraction boul antimit solid théori particulair postulat gaz particul matièr intrstic particul différnt mouvmnt sublimation particul idntiqu mouvmnt incssant évaporation changmnt d état liquéfaction condnsation vaporisation fusion solidification congélation sublimation substanc pur substanc changmnt d état Natur d la difficulté ds notions présntés Ls élèvs ont d la difficulté à appliqur ls postulats d la théori particulair pour xpliqur ls résultats d lur xpérimntation. Il st donc important d donnr plusiurs xmpls pour établir ds lins ntr la théori t la pratiqu. Stratégis pour dévloppr ds habiltés liés à la littérati t à la numérati concvoir un lxiqu scintifiqu; affichr l vocabulair du bloc sur la cart sémantiqu; utilisr ds mots clés pour fair ds rchrchs; utilisr ds banqus d donnés spécialisés, ds indx, ds bibliographis, ds moturs d rchrch t ds navigaturs Wb pour fair l travail dmandé; présntr, à l aid d un présntation élctroniqu, l diagramm d l annx 3 à l oral ou à l écrit; xpliqur ls notions appriss à un ou à un partnair ou à un parnt. Nots d planification Ls élèvs auront bsoin d un rliur à annaux ou d un couvrtur d présntation avc un rliur à attachs (Duo-Tang) pour insérr ls annxs t d un cahir à rliur contnant ds fuills lignés pour lur journal scintifiqu. Résrvr la sall d ordinaturs, s assurr d avoir accès au logicil Corl Prsntations t à un projctur multimédia. S assurr d avoir un copi du fichir mm7bloc1.shw (sur l cédérom). S assurr d avoir l matéril nécssair. Photocopir n quantité suffisant ls annxs 1 à 5. Photocopir l référntil n quantité suffisant. Préparr ls éprouvtts pour l activité d obsrvation. Pour chaqu équip d dux, préparr trois éprouvtts : la prmièr contnant un boul d papir d aluminium, la duxièm, un liquid t la troisièm, du parfum. Mttr un bouchon sur chaqu éprouvtt. Dux smains avant l xpérinc, placr ds cubs d glac au congélatur t sortir ds bouls antimits d lur boît. L jour précédant l bloc 1, achtr ds bouls antimits fraîchs t mttr ds cubs d glac au congélatur. 96 Scincs t tchnologi, 7 anné

7 Matéril Pour l group-class ds objts aux trois états d la matièr, soit liquid, solid t gazux (p. x., bomb aérosol, boutill d au, sucr, sl, pièc d monnai, morcau d bois, jus, ballon d baudruch gonflé, livr, boutill d propan d camping (vid), lait) désodorisant d air n aérosol bouls antimits (fraîchs t xposés à l air dpuis dux smains) cubs d glac (frais t dans l congélatur dpuis dux smains) Pour chaqu élèv cisaux coll Pour chaqu équip d dux support à éprouvtt trois éprouvtts avc bouchons papir d aluminium n ptit boul parfum liquid (p. x., au coloré, jus, lait) Médias élctroniqus Diaporama n format présntation pour ls six postulats d la théori particulair (mm7bloc1.shw) Sits pour la rchrch d imags Googl Imags AltaVista Imags Francité - Imags Annxs Annx 1A : Ju d association : la théori particulair Annx 1B : Ju d association : la théori particulair Corrigé Annx 2A : Activité d obsrvation : ls états d la matièr Annx 2B : Activité d obsrvation : ls états d la matièr Corrigé Annx 3A : Journal scintifiqu : ls changmnts d état d la matièr Annx 3B : Journal scintifiqu : ls changmnts d état d la matièr Corrigé Annx 4A : Ls changmnts d état d la matièr Annx 4B : Ls changmnts d état d la matièr Corrigé Annx 5A : Évaluation formativ Annx 5B : Évaluation formativ Corrigé Matièr t matériaux Bloc 1 97

8 Rssourcs GALBRAITH, Don, t al. Omniscincs 7, Montréal, Ls éditions d la Chnlièr, 2000, p GIBB, Td, t al. Scincs t tchnologi 7, Laval, Ls éditions Bauchmin, 2000, p Tchnoscinc 7 anné guid pédagogiqu, Ottawa, Cntr franco-ontarin d rssourcs pédagogiqus, 2001, p Déroulmnt du bloc Mis n situation : 15 minuts Décrir xplicitmnt l contnu du bloc n s inspirant d l aprçu. Présntr aux élèvs divrs objts rprésntant ls trois états d la matièr, soit liquid, solid t gazux (p. x., bomb aérosol, boutill d au, sucr, sl, pièc d monnai, morcau d bois, jus, ballon d baudruch gonflé, livr, boutill d propan d camping (vid), lait). Invitr ls élèvs à suggérr ds idés pour trouvr c qu il y a d commun à tous cs objts qui smblnt différnts. Accptr touts ls réponss ds élèvs n ls ncouragant à s srvir d lur imagination. Après qulqus minuts, si ls élèvs n ont pas mntionné ls particuls, lur xpliqur qu c qu il y a d commun à tous cs objts t à tout c qui ls ntour, c st qu ils sont composés d particuls invisibls à l œil nu. Ajoutr qu, bin qu tout matièr soit composé d particuls, ll put êtr divisé n trois groups : ls solids, ls liquids t ls gaz. Écrir, au tablau, ls mots solid, liquid t gaz. Modlag Fair un modlag, dvant ls élèvs, du classmnt d qulqus objts présntés précédmmnt. Pratiqu guidé Invitr ls élèvs, n équips d dux, à classr chacun ds objts présntés au début d la mis n situation slon son état t ls ncouragr à justifir lurs choix. Fair ds commntairs aux élèvs t ls invitr à présntr ls caractéristiqus dont lls t ils s sont srvis pour classr ls objts. Corrigr avc ls élèvs pour s assurr qu lls t ils n rtinnnt pas d connaissancs rronés. 98 Scincs t tchnologi, 7 anné

9 Expérimntation : 125 minuts La théori particulair Présntr aux élèvs ls six postulats d la théori particulair d la matièr n utilisant la présntation mm7bloc1.shw. Fair rssortir, à l aid d chacun ds xmpls d la présntation, l ssntil d chacun ds postulats. Posr ds qustions tlls qu : Qu st-c qu un substanc pur? Qu st-c qu un intrstic? Qu st-c qu un forc d attraction? Dmandr aux élèvs d résumr ls six postulats d la théori dans lur journal scintifiqu n vrsion papir ou élctroniqu. Pour chacun ds postulats, dmandr aux élèvs d trouvr un illustration t d la collr dans lur journal scintifiqu. Proposr aux élèvs d utilisr ds sits spécialisés pour la rchrch d imags dans Intrnt. Fair un rtour n qustionnant ls élèvs sur lur travail. Distribur un définition ds postulats d la théori particulair (voir Référntil à la fin du bloc). Rmttr à chaqu élèv l annx 1A ainsi qu ds cisaux t d la coll. Expliqur aux élèvs qu lls t ils doivnt associr ds xmpls à chacun ds postulats d la théori particulair. Pour c fair, lls t ils doivnt d abord découpr ls carts d la prmièr pag, puis ls collr aux bons ndroits dans l tablau d la duxièm pag. Modlag Fair l prmir xmpl avc ls élèvs n utilisant l plan d qustionnmnt. Qu st-c qu on m dmand d fair? On m dmand d associr ds xmpls à chacun ds six postulats d la théori particulair. Qu st-c qui m aid à fair la tâch? Connaîtr t comprndr ls six postulats d la théori particulair. Commnt j m y prnds? J découp ls carts d la prmièr pag. J lis un cart t j m assur d comprndr c qu ll signifi. J ssai d m srvir d mots clés qui m aidront à associr la cart à un postulat. J tnt d placr la cart au bon ndroit sans la collr. J rlis ls postulats, au bsoin. Matièr t matériaux Bloc 1 99

10 J fais d mêm pour ls autrs carts. Suis-j crtain ou crtain d ma répons? Y a-t-il d autrs solutions possibls? J vérifi ls associations un fois d plus pour m assurr qu il n y a pas d autrs réponss possibls. Pratiqu guidé Dmandr aux élèvs d fair l activité n équips d dux. Circulr dans la sall d class t répondr aux qustions, s il y a liu. Laissr aux élèvs l tmps d fair l xrcic. Fair un rtour sur l activité n invitant ls élèvs à justifir, à tour d rôl, un xmpl à l oral. Corrigr avc ls élèvs pour s assurr qu lls t ils n rtinnnt pas d connaissancs rronés. Écrir ls mots particul, théori particulair, intrstic, postulats, énrgi, attraction, matièr, particuls idntiqus, particuls différnts t mouvmnt sur la grand cart sémantiqu. Ls trois états d la matièr Posr aux élèvs la qustion suivant : Quls sont ls trois états d la matièr? Vaporisr un pu d désodorisant d air dans la sall class t posr aux élèvs la qustion suivant : Pourquoi, après qulqus minuts, pouvz-vous sntir l odur du désodorisant d air à l arrièr d la sall d class malgré qu il ait été vaporisé à l avant d la sall d class? Informr ls élèvs qu lls t ils vont fair un activité d obsrvation pour tntr d xpliqur l comportmnt d un substanc à chacun ds états n utilisant la théori particulair. Formr ds équips d dux. Rmttr, à chaqu équip d dux, l matéril nécssair pour l activité d obsrvation : un support à éprouvtt, trois éprouvtts avc bouchons, du papir d aluminium n ptit boul, du parfum, un liquid (p. x., au coloré, jus, lait). 100 Scincs t tchnologi, 7 anné

11 Rappl d sécurité Insistr sur l importanc d n rin portr à la bouch, surtout pndant un xpérinc nécssitant l utilisation d produits chimiqus. S assurr qu ls élèvs s lavnt ls mains après tout manipulation au laboratoir. Exigr l port d luntts protctrics n tout tmps où il y a manipulation d liquid autr qu d l au, manipulation d solid n poudr, utilisation d gaz ou d vapurs. Rmttr l annx 2A à chaqu équip d dux. Lir ls consigns n posant aux élèvs ds qustions tlls qu : Qu dvz-vous fair? Quls sont ls postulats d la théori particulair? Modlag Modélisr l utilisation du plan d qustionnmnt pour la prmièr qustion. Dmandr aux élèvs d utilisr l plan d qustionnmnt pour répondr aux autrs qustions d l annx. Pratiqu guidé Invitr ls élèvs, n équips d dux, à fair ls obsrvations d l annx 2A t à répondr aux qustions individullmnt. Circulr dans la sall d class pour assurr la sécurité ds élèvs t la bonn utilisation du matéril scintifiqu. Répondr aux qustions ds élèvs, s il y a liu. Lur laissr l tmps d fair ls obsrvations t d répondr aux qustions. Fair un rtour sur l activité d obsrvation n faisant un mis n commun. Dmandr aux élèvs d n rin ffacr t d apportr ds changmnts à lurs réponss avc un stylo d un autr coulur. Lur rapplr d insérr l annx 2A dans lur rliur à annaux d scincs. Écrir ls mots solid, liquid t gaz sur la grand cart sémantiqu. Matièr t matériaux Bloc 1 101

12 Ls changmnts d état d la matièr Présntr aux élèvs ds cubs d glac frais t ds cubs d glac qui étaint au congélatur dpuis dux smains. Présntr aussi d nouvlls bouls antimits t ls bouls antimits qui ont été xposés à l air durant dux smains. (Vous pouvz utilisr d autrs xmpls d changmnt d état si vous n pouvz fair cux-ci, par xmpl fair bouillir d l au.) Posr aux élèvs ls qustions suivants : Qull st la différnc ntr ls substancs fraîchs t ls substancs d dux smains? Slon toi, à quoi put-on attribur cs différncs? Expliqur aux élèvs qu la matièr put changr d état. Dans c cas-ci, la matièr st passé d l état solid à l état gazux sans passr par l état liquid. On appll c phénomèn la sublimation. Animr un rmu-ménings pour fair rssortir ls différnts changmnts d état d la matièr. Écrir, au tablau, l nom ds changmnts à msur qu ls élèvs ls nommnt ou n donnnt un xmpl. Si ls élèvs éprouvnt d la difficulté, utilisr l xmpl d l au pour ls aidr à comprndr. Distribur un copi d l ncadré ci-dssous (référntil). Lir nsmbl t fair surlignr ls mots importants. Dmandr aux élèvs d collr l ncadré dans lur journal scintifiqu. Évaporation ou vaporisation : Passag d l état liquid à l état gazux Condnsation : Passag d l état gazux à l état liquid Solidification ou congélation : Passag d l état liquid à l état solid Liquéfaction ou fusion : Passag d l état solid à l état liquid Sublimation : Passag d l état solid à l état gazux ou vic-vrsa (sans passr par l état liquid) Rmttr l annx 3A aux élèvs. Lir ls consigns avc ls élèvs t lur posr ds qustions pour s assurr qu lls t ils comprnnnt la tâch. Posr aux élèvs ls qustions suivants : Qu st-c qu tu as compris d la consign? Qu signifi l xprssion changmnt d état? 102 Scincs t tchnologi, 7 anné

13 Modlag Fair un prmir xmpl d changmnt d état avc ls élèvs n utilisant l plan d qustionnmnt. Pratiqu guidé Invitr ls élèvs, n équips d dux, à utilisr ls noms ds changmnts d état tls qu ils sont écrits au tablau t à ls écrir sur ls bonns flèchs du diagramm d l annx 3A. Encouragr ls élèvs à trouvr ds illustrations (p. x., n utilisant ds sits spécialisés pour la rchrch d imags dans Intrnt) rprésntant dux changmnts d lur choix t à ls collr sur l diagramm d l annx 3A. Corrigr après l activité pour s assurr qu ls élèvs ont placé ls trms aux bons ndroits t qu lls t ils ont choisi ds illustrations appropriés. Qustionnr ls élèvs pour s assurr qu lls t ils différncint bin ls changmnts d état. Invitr ls élèvs à ajoutr l annx 3A dans lur rliur à annaux d scincs. Rmttr l annx 4A aux élèvs. Lir ls miss n situation avc ls élèvs t lur posr ds qustions pour s assurr qu lls t ils comprnnnt la tâch. Posr aux élèvs ls qustions suivants : Qul st l état d la substanc avant l changmnt? Qul st l état d la substanc après l changmnt? Modlag Fair l prmir xmpl d changmnt d état avc ls élèvs n utilisant l plan d qustionnmnt. Pratiqu autonom Donnr du tmps aux élèvs individullmnt pour qu lls t ils rmplissnt l tablau t répondnt aux qustions. Fair un rtour sur l tablau ds xmpls d changmnts d état n faisant un mis n commun ds réponss du tablau. Dmandr aux élèvs d n rin ffacr t d corrigr lurs réponss avc un stylo d un autr coulur. Invitr ls élèvs à insérr l annx 4A dans lur rliur à annaux d scincs. Matièr t matériaux Bloc 1 103

14 Objctivation : 10 minuts Dmandr aux élèvs d écrir, dans lur journal scintifiqu, c qu il st important d rtnir d lur apprntissag. Fair un rvu du bloc à l aid d la cart sémantiqu géant. Réinvstissmnt : 15 minuts Invitr ls élèvs à rédigr un qustion sur un fuill au sujt d la matièr d c bloc. Ramassr ls qustions t ls mttr dans un sac d papir. Pigr ls qustions l un après l autr t ls posr sous form d ju-qustionnair au groupclass. Évaluation formativ : 15 minuts Rmttr l annx 5A aux élèvs. Lir ls qustions d l annx avc ls élèvs pour qu lls t ils ls comprnnnt bin. Invitr ls élèvs, d façon individull, à répondr aux qustions n utilisant l plan d qustionnmnt. Ramassr l annx 5A lorsqu ls élèvs l auront trminé t n fair l évaluation formativ n y écrivant ds commntairs. 104 Scincs t tchnologi, 7 anné

15 Annx 1a Ju d association : la théori particulair Découp ls carts t coll-ls aux bons ndroits dans l tablau d la pag suivant. L argnt t l or sont dux métaux préciux. Dans un morcau d bois, il y a plus d spacs vids qu d particuls d cllulos. Ls solids, ls liquids t ls gaz sont tous formés d particuls. Ls particuls d l air sont plus agités au cours d un journé chaud qu d un journé froid. Il st plus difficil d fndr un morcau d bois qu d séparr un liquid n dux. Ls particuls formant la glac, l au t la vapur d au sont touts idntiqus. Il st facil d comprimr un gaz parc qu il y a baucoup d spac ntr ls particuls. Mêm si un cub d glac smbl rigid, il y a quand mêm un mouvmnt d ss particuls. C st l attraction ds particuls qui prmt à la coll d joindr dux morcaux d bois. L cuivr conduit miux l élctricité qu l fr. Lurs particuls n ont pas ls mêms propriétés. L papir d aluminium t un canntt d boisson gazus sont fabriqués avc l mêm métal. Nous vivons dans un univrs d particuls. Matièr t matériaux Bloc 1 105

16 Postulat d la théori particulair Prmir xmpl Duxièm xmpl Tout matièr st composé d particuls. Touts ls particuls d un mêm substanc pur sont idntiqus. Touts ls substancs différnts sont formés d particuls différnts. Ls particuls sont séparés par ds intrstics. Ls particuls sont animés d un mouvmnt incssant. Ls particuls sont soumiss à ds forcs d attraction. 106 Scincs t tchnologi, 7 anné

17 Annx 1b Ju d association : la théori particulair Corrigé Postulat d la théori particulair Prmir xmpl Duxièm xmpl Tout matièr st composé d particuls. Ls solids, ls liquids t ls gaz sont tous formés d particuls. Nous vivons dans un univrs d particuls. Touts ls particuls d un mêm substanc pur sont idntiqus. L papir d aluminium t un canntt d boisson gazus sont fabriqués avc l mêm métal. Ls particuls formant la glac, l au t la vapur d au sont touts idntiqus. Touts ls substancs différnts sont formés d particuls différnts. L argnt t l or sont dux métaux préciux. L cuivr conduit miux l élctricité qu l fr. Lurs particuls n ont pas ls mêms propriétés. Ls particuls sont séparés par ds intrstics. Il st facil d comprimr un gaz parc qu il y a baucoup d spac ntr ls particuls. Dans un morcau d bois, il y a plus d spacs vids qu d particuls d cllulos. Ls particuls sont animés d un mouvmnt incssant. Ls particuls d l air sont plus agités au cours d un journé chaud qu d un journé froid. Mêm si un cub d glac smbl rigid, il y a quand mêm un mouvmnt d ss particuls. Ls particuls sont soumiss à ds forcs d attraction. Il st plus difficil d fndr un morcau d bois qu d séparr un liquid n dux. C st l attraction ds particuls qui prmt à la coll d joindr dux morcaux d bois. Matièr t matériaux Bloc 1 107

18 Annx 2a Activité d obsrvation : ls états d la matièr 1. Indiqur l état d la substanc dans chacun ds éprouvtts. Éprouvtt Substanc État 1 Boul d papir d aluminium 2 Eau coloré, jus ou lait 3 Vapur d parfum Attntion : Dans l éprouvtt 3, on s intérss aux vapurs d parfum t non au parfum liquid. 2. Qu obsrv-t-on n c qui concrn la form d la substanc n inclinant ou mêm n invrsant chacun ds éprouvtts? Éprouvtt Substanc Form 1 Boul d papir d aluminium 2 Eau coloré, jus ou lait 3 Vapur d parfum 3. Rmttr ls éprouvtts sur l support. Enlvr l bouchon d chaqu éprouvtt. Indiqur ls substancs qui s échappnt d l éprouvtt. Éprouvtt Substanc La substanc s échapp-t-ll d l éprouvtt? 1 Boul d papir d aluminium 2 Eau coloré, jus ou lait 3 Vapur d parfum 108 Scincs t tchnologi, 7 anné

19 4. Qul postulat d la théori particulair t prmttrait d xpliqur la raison pour laqull la boul d papir d aluminium gard sa form t n s échapp pas d l éprouvtt? Postulat : Expliqu ton raisonnmnt. 5. Qul postulat d la théori particulair t prmttrait d xpliqur la raison pour laqull l au prnd la form d l éprouvtt t n s échapp pas? Postulat : Expliqu ton raisonnmnt. 6. Qul postulat d la théori particulair t prmttrait d xpliqur la raison pour laqull la vapur d parfum rmplit l éprouvtt au complt t s n échapp? Postulat : Expliqu ton raisonnmnt. Matièr t matériaux Bloc 1 109

20 7. Qul postulat d la théori particulair prmt d rgroupr touts cs substancs? Postulat : Expliqu ton raisonnmnt. 8. Qul postulat d la théori particulair prmt d différncir touts cs substancs? Postulat : Expliqu ton raisonnmnt. 9. Qul postulat d la théori particulair prmt d xpliqur qu l parfum liquid prnd pu d spac dans l éprouvtt, alors qu la vapur d parfum prnd tout l rst d l spac t put s répandr dans la sall d class? Postulat : Expliqu ton raisonnmnt. 110 Scincs t tchnologi, 7 anné

21 Annx 2b Activité d obsrvation : ls états d la matièr Corrigé 4. Qul postulat d la théori particulair t prmttrait d xpliqur la raison pour laqull la boul d papir d aluminium gard sa form t n s échapp pas d l éprouvtt? Postulat : Ls particuls sont soumiss à ds forcs d attraction. 5. Qul postulat d la théori particulair t prmttrait d xpliqur la raison pour laqull l au prnd la form d l éprouvtt t n s échapp pas? Postulat : Ls particuls sont soumiss à ds forcs d attraction. 6. Qul postulat d la théori particulair t prmttrait d xpliqur la raison pour laqull la vapur d parfum rmplit l éprouvtt au complt t s n échapp? Postulat : Ls particuls sont soumiss à ds forcs d attraction. 7. Qul postulat d la théori particulair prmt d rgroupr touts cs substancs? Postulat : Tout matièr st composé d particuls. 8. Qul postulat d la théori particulair prmt d différncir touts cs substancs? Postulat : Touts ls substancs différnts sont formés d particuls différnts. 9. Qul postulat d la théori particulair prmt d xpliqur qu l parfum liquid prnd pu d spac dans l éprouvtt, alors qu la vapur d parfum prnd tout l rst d l spac t put s répandr dans la sall d class? Postulat : Ls particuls sont soumiss à ds forcs d attraction. Matièr t matériaux Bloc 1 111

22 Annx 3a Journal scintifiqu : ls changmnts d état d la matièr Rmplis l diagramm ci-dssous à l aid ds noms ds changmnts d état qu ton nsignant ou ton nsignant a écrit au tablau lors du rmu-ménings. Ajout ds illustrations (p. x., tirés d Intrnt) pour dux changmnts d état d ton choix. Insèr ctt annx dans ton journal scintifiqu. Gaz Solid Liquid 112 Scincs t tchnologi, 7 anné

23 Annx 3b Journal scintifiqu : ls changmnts d état d la matièr Corrigé Rmplis l diagramm ci-dssous à l aid ds noms ds changmnts d état qu ton nsignant ou ton nsignant a écrit au tablau lors du rmu-ménings. Ajout ds illustrations (p. x., tirés d Intrnt) pour dux changmnts d état d ton choix. Matièr t matériaux Bloc 1 113

24 Annx 4a Ls changmnts d état d la matièr Exmpl État avant État après Nom du changmnt d état Améli fait bouillir d l au. L au d l étang smbl disparaîtr dans l air. Philipp utilis un désodorisant d air. Ds gouttltts d au s formnt sur la surfac xtériur d la cantt après l avoir sorti du réfrigératur. 114 Scincs t tchnologi, 7 anné

25 Exmpl État avant État après Nom du changmnt d état La taill ds icbrgs diminu au fil ds siècls. Rogr utilis d l or liquid pour moulr ctt bagu. Du givr s form sur la surfac intériur d la fnêtr d la chambr d Frédéric. Nancy mt ds cubs d glac sur l comptoir. Arian utilis un pistolt à coll chaud. Matièr t matériaux Bloc 1 115

26 Annx 4b Ls changmnts d état d la matièr Corrigé Exmpl État avant État après Nom du changmnt d état Liquid Gazux Vaporisation/ évaporation Améli fait bouillir d l au. Liquid Gazux Vaporisation/ évaporation L au d l étang smbl disparaîtr dans l air. Solid Gazux Sublimation Philipp utilis un désodorisant d air. Ds gouttltts d au s formnt sur la surfac xtériur d la cantt après l avoir sorti du réfrigératur. Gazux Liquid Condnsation 116 Scincs t tchnologi, 7 anné

27 Exmpl État avant État après Nom du changmnt d état Solid Liquid Fusion/liquéfaction La taill ds icbrgs diminu au fil ds siècls. Liquid Solid Solidification Rogr utilis d l or liquid pour moulr ctt bagu. Liquid Solid Sublimation Solidification/ congélation Du givr s form sur la surfac intériur d la fnêtr d la chambr d Frédéric. Nancy mt ds cubs d glac sur l comptoir. Solid Liquid Fusion/liquéfaction Solid Liquid Fusion/liquéfaction Arian utilis un pistolt à coll chaud. Matièr t matériaux Bloc 1 117

28 Annx 5a Évaluation formativ 1. En partant d l imag d la cuisin ci-dssus t d ta cuisin à la maison, détrmin cinq changmnts d état qui pourraint s y produir. Exmpl État avant l changmnt État après l changmnt Changmnt d état 118 Scincs t tchnologi, 7 anné

29 2. Qul postulat d la théori particulair pourrait xpliqur ls situations suivants? a. Lorsqu tu vrss du sabl dans l au, tu pux voir ls dux substancs. b. L au t la glac sont formés ds mêms particuls. c. Si j chauff un ballon d baudruch, son volum augmnt. Matièr t matériaux Bloc 1 119

30 Annx 5b Évaluation formativ Corrigé 1. En partant d l imag d la cuisin ci-dssus t d ta cuisin à la maison, détrmin cinq changmnts d état qui pourraint s y produir. Ls xmpls puvnt varir. Voici ds réponss possibls : Exmpl État avant l changmnt État après l changmnt Changmnt d état fair bouillir d l au liquid gazux évaporation au sur l vntilatur gazux liquid condnsation placr du jll-o dans l réfrigératur liquid solid solidification fair déglr d la soup solid liquid liquéfaction 120 Scincs t tchnologi, 7 anné

31 placr ds fuills d pot-pourri dans un bol pour chassr l odur du biftck solid gazux sublimation 2. Qul postulat d la théori particulair pourrait xpliqur ls situations suivants? a. Lorsqu tu vrss du sabl dans l au, tu pux voir ls dux substancs. Touts ls substancs différnts sont formés d particuls différnts. b. L au t la glac sont formés ds mêms particuls. Touts ls particuls d un mêm substanc pur sont idntiqus. c. Si j chauff un ballon d baudruch, son volum augmnt. Ls particuls sont animés d un mouvmnt incssant. Matièr t matériaux Bloc 1 121

32 Référntil Théori particulair Ls six postulats d la théori particulair : 1. Tout matièr st composé d particuls. 2. Touts ls particuls d un mêm substanc pur sont idntiqus. 3. Touts ls substancs différnts sont formés d particuls différnts. 4. Ls particuls sont séparés par ds intrstics. 5. Ls particuls sont animés d un mouvmnt incssant : plus lls ont d énrgi, plus lur mouvmnt st rapid. 6. L particuls sont soumiss à ds forcs d attraction. Évaporation ou vaporisation : Passag d l état liquid à l état gazux. Condnsation : Passag d l état gazux à l état liquid. Solidification ou congélation : Passag d l état liquid à l état solid. Liquéfaction ou fusion : Passag d l état solid à l état liquid. Sublimation : Passag d l état solid à l état gazux ou vic-vrsa (sans passr par l état liquid). 122 Scincs t tchnologi, 7 anné

33 Bloc 2 : Solutions t mélangs Duré : 3 hurs Princips scintifiqus Ls princips scintifiqus s adrssnt aux nsignants t aux nsignants. Substanc pur Il y a substanc pur lorsqu touts ls particuls sont idntiqus dans un composé. Un substanc pur put êtr formé d élémnts ou d moléculs. Par xmpl, un lingot d or st un substanc pur parc qu touts ss particuls sont ds atoms d or. L au st aussi un substanc pur parc qu touts ss particuls sont ds moléculs d H O. Solution ou mélang homogèn Un solution st formé n mélangant dux substancs, soit n dissolvant un soluté dans un solvant. Par xmpl, un solution d au sucré st formé d sucr t d au, l soluté étant l sucr t l au étant l solvant. Si l soluté s dissout dans l solvant, c st parc qu ls particuls du solvant t du soluté s attirnt. Un mélang st homogèn ou dvint un solution si sa composition ntièr st uniform à l intériur d un sul phas. L solvant l plus utilisé st l au, d où vint son appllation d solvant univrsl. Si l mélang homogèn laiss passr la lumièr, on dit qu il st limpid. Lorsqu un mélang st formé d dux métaux, on dit qu il st homogèn. Par xmpl, l cuivr t l zinc formnt un alliag qu l on appll l laiton. Un solution n st pas nécssairmnt liquid. Par xmpl, l air form un mélang à l état gazux formé d azot, d oxygèn t d gaz carboniqu. Mélang mécaniqu ou hétérogèn Dans un mélang hétérogèn, il n y a pas d solvant ou d soluté, car il n y a pas d dissolution. Ls différnts composants du mélang formnt ds phass visibls. Ls particuls sont désorganisés; lls puvnt dmurr n suspnsion ou s déposr au fond du mélang. Ells n sont pas nécssairmnt répartis uniformémnt dans l mélang. La vinaigrtt st un bon xmpl d mélang hétérogèn : l huil n s dissout pas dans l au t ls assaisonnmnts s déposnt au fond lorsqu on la laiss rposr. L fait d agitr la vinaigrtt prmt d rmttr tmporairmnt n suspnsion ls particuls du mélang hétérogèn. Trminologi propr aux solutions t aux mélangs Concntration : Mass d un soluté dissout dans un volum donné d solvant à un tmpératur donné. Un unité fréqummnt utilisé st l g/l. 2 Solubilité : Mass d soluté qui, dissout dans un volum donné d solvant, form un solution saturé à un crtain tmpératur. Un unité fréqummnt utilisé st l g/l. Matièr t matériaux Bloc 2 123

34 Dissolution : Opération qui consist à mélangr un soluté dans un solvant. Ls particuls du solvant attirnt ls particuls du soluté. Un solution s form lorsqu ls particuls du soluté rncontrnt clls du solvant, d sort qu ls forcs d attraction xrcés provoqunt lur réaménagmnt t qu ls particuls du solvant ntournt clls du soluté. C procédé put êtr très rapid comm il put êtr très lnt. L volum d un solution put êtr infériur à la somm du volum d ss composants à caus d la réduction d l spac ntr ls particuls. Dans un mélang mécaniqu, l volum d la solution t d ss composants n chang pas. Crtains facturs influncnt la solubilité t ls ffts d dissolution ds différnts solutés dans ls solvants. Lorsqu un soluté st ajouté à un solvant, qull qu soit la duré d agitation, l surplus s déposra au fond du contnant. La théori particulair d la matièr stipul qu l au chaud possèd plus d énrgi qu l au froid. La formation d un solution nécssit habitullmnt d l énrgi. L énrgi d l au chaud décompos plus rapidmnt l soluté n plus ptits particuls, prmttant aux particuls du solvant d ls ntourr. Pour qu un solid puiss s dissoudr dans un liquid, ss particuls doivnt brisr lurs lins t s associr aux particuls du liquid. Aprçu du bloc Dans c bloc d nsignmnt, l élèv réalis qu ll ou il put utilisr la théori particulair pour xpliqur ls solutions t ls mélangs. D plus, ll ou il manipul différnts solutions t différnts mélangs t réalis lur importanc dans son quotidin. Ensuit, l élèv rconnaît ls propriétés ds solvants t ds solutés. Vocabulair du bloc solution soluté solvant mélang homogèn suspnsion volum mélang mécaniqu mélang hétérogèn solution saturé dissoudr dissolution concntration phas solubilité dilution sédimnté insolubilité distinct() mass d soluté Natur d la difficulté ds notions présntés Ls élèvs confondnt souvnt ls trms solubilité, dissolution, dilution, concntration, solvant t soluté. Il st important d bin définir cs trms t d donnr plusiurs xmpls. 124 Scincs t tchnologi, 7 anné

35 Stratégis pour dévloppr ds habiltés liés à la littérati t à la numérati concvoir un lxiqu scintifiqu; affichr l vocabulair du bloc sur la cart sémantiqu; utilisr ds mots clés pour fair ds rchrchs; présntr oralmnt t par écrit ss rchrchs t ss découvrts à la suit d xpérincs; utilisr l ordinatur pour fair ds compt rndus t ds diagramms prndr t nrgistrr ds msurs avc la précision qui s impos; rcuillir, intrprétr t organisr ds donnés sous form d graphiqus dans un logicil d traitmnt d donnés; lir ds donnés présntés sous divrss forms; établir ds inférncs logiqus ou scintifiqus n s basant sur l énoncé d un problèm; s xprimr avc clarté, aisanc t assuranc n utilisant l vocabulair approprié. Nots d planification S assurr d avoir l matéril nécssair. Photocopir n quantité suffisant ls annxs 1 à 5. Photocopir l référntil n quantité suffisant. S assurr d avoir accès à un laboratoir d informatiqu t à Intrnt. Préparr six bchrs contnant ls concntrations suivants : 200 ml d au t 0,5 g d prmanganat d potassium 200 ml d au t 1 g d prmanganat d potassium 200 ml d au t 1,5 g d prmanganat d potassium 200 ml d au t 2 g d prmanganat d potassium 200 ml d au t 2,5 g d prmanganat d potassium 200 ml d au t 3 g d prmanganat d potassium * On pourrait rmplacr l prmanganat d potassium par ds cristaux d boisson aux fruits. Matéril Pour l group-class cristaux d prmanganat d potassium* trois vrrs dont dux ptits proxyd d hydrogèn à 3 % (s n procurr à la pharmaci) morcau d carton noir ou opaqu six bchrs d 250 ml d au 10,5 g d prmanganat d potassium* contnants vids présntant sur lur étiqutt ds concntrations différnts sous form d pourcntag (p. x., vinaigr, proxyd d hydrogèn, alcool isopropyliqu (alcool à friction), rinc-bouch, ingrédints actifs d plusiurs crèms ou ongunts) bchr d 600 ml * On pourrait rmplacr l prmanganat d potassium par ds cristaux d boisson aux fruits. Matièr t matériaux Bloc 2 125

36 Pour chaqu élèv grand carton catalogus, rvus t magazins cisaux coll Pour chaqu équip d dux Annx 1 : Similarités t différncs ntr un solution t un mélang hétérogèn un solution dans un éprouvtt (p. x., au sucré) un mélang hétérogèn dans un éprouvtt (p. x., au bouus sédimnté) dux bouchons d caoutchouc Annx 2 : Solutions t mélangs mécaniqus quatr éprouvtts quatr bouchons d caoutchouc support à éprouvtt vinaigr sabl au ktchup poivr huil végétal Annx 3 : Un qustion d solutions cinq bchrs limaill d fr alcool isopropyliqu (alcool à friction) sucr sl d tabl huil végétal balanc Annx 4 : La dissolution d un liquid dans un liquid bâtonnts cylindr gradué d 200 ml cylindr gradué d 50 ml alcool isopropyliqu (alcool à friction) au longu tig d vrr Médias élctroniqus Sits pour la rchrch d imags Googl Imags Scincs t tchnologi, 7 anné

37 AltaVista Imags Francité - Imags Annxs Annx 1 : Similarités t différncs ntr un solution t un mélang hétérogèn Annx 2 : Solutions t mélangs mécaniqus Annx 3 : Un qustion d solutions Annx 4 : La dissolution d un liquid dans un liquid Annx 5 : Évaluation formativ : la dissolution d un solid dans un liquid Rssourcs GALBRAITH, Don, t al. Omniscincs 7, Montréal, Ls éditions d la Chnlièr, 2000, p GIBB, Td, t al. Scincs t tchnologi 7, Laval, Ls éditions Bauchmin, 2000, p , t Tchnoscinc 7 anné guid pédagogiqu, Ottawa, Cntr franco-ontarin d rssourcs pédagogiqus, 2001, p Déroulmnt du bloc Mis n situation : 10 minuts Décrir xplicitmnt l contnu du bloc n s inspirant d l aprçu. Présntr aux élèvs l tour d magi qui suit. Préparation Vrsr qulqus cristaux d prmanganat d potassium (ou d boisson aux fruits) dans l fond d un vrr transparnt. S assurr qu ls élèvs n puvnt pas ls voir. Rmplir un ptit vrr d au. Rmplir un autr ptit vrr d un solution d proxyd d hydrogèn à 3 %. S assurr d avoir un carton noir ou opaqu. Présntation Montrr aux élèvs l vrr qui smbl vid (l vrr contint n fait qulqus cristaux d prmanganat d potassium ou d boisson aux fruits). Matièr t matériaux Bloc 2 127

38 Montrr l vrr d au aux élèvs t indiqur qu il contint d l au. Cachr l vrr qui smbl vid drrièr l morcau d carton t y vidr l contnu du vrr d au. Rtirr l carton t montrr aux élèvs qu l au s st changé n jus d raisin (l prmanganat d potassium s st dissous pour formr un solution d coulur violtt ou ls cristaux d boisson aux fruits s sont dissous pour donnr du jus). Continur l tour d magi n cachant l jus d raisin drrièr l carton. Vrsr du proxyd d hydrogèn dans la solution violtt (fair croir aux élèvs qu c st d l au). Rtirr l carton t montrr aux élèvs qu l jus d raisin s st transformé n cola ou n jus d pomm. Not : Aux yux ds élèvs, l au s st transformé n jus d raisin, puis n jus d pomm ou n cola (slon la concntration d prmanganat d potassium ou d cristaux d boisson aux fruits). Invitr ls élèvs à tntr d xpliqur l tour d magi. Expliqur aux élèvs c qui s st passé : Il y avait du prmanganat d potassium (ou ds cristaux d boisson aux fruits), un soluté, dans l vrr qui smblait vid. Lorsqu l au a été vrsé dans l vrr, ls particuls d prmanganat d potassium s sont dissouts pour formr un solution d coulur violtt. Il s agissait d un solution parc qu on n pouvait plus distingur ss dux composants. Lorsqu on a ajouté c qui smblait êtr d l au au jus d raisin (l proxyd d hydrogèn dans la solution d au t d prmanganat d potassium), il y a u un réaction chimiqu puisqu, ntr autrs, il y a u dégagmnt d gaz. L résultat : la coulur d la solution s st transformé. Mntionnr aux élèvs qu lls t ils auront l occasion d étudir ls réactions chimiqus n 9 anné t qu lls t ils étudiront ls mélangs t ls solutions aujourd hui. Rappl d sécurité Rapplr aux élèvs d n jamais goûtr aux produits chimiqus, mêm s ils rssmblnt à du jus. Expérimntation : 105 minuts Solution ou mélang mécaniqu? Rmttr à chaqu équip d dux l matéril nécssair : un solution dans un éprouvtt (p. x., au sucré, au bouus sédimnté) t dux bouchons d caoutchouc. 128 Scincs t tchnologi, 7 anné

39 Rappl d sécurité Insistr sur l importanc d n rin portr à la bouch, surtout pndant un xpérinc nécssitant l utilisation d produits chimiqus. S assurr qu ls élèvs s lavnt ls mains après tout manipulation au laboratoir. Exigr l port d luntts protctrics n tout tmps où il y a manipulation d liquid autr qu d l au, manipulation d solids n poudr, utilisation d gaz ou d vapurs. Pratiqu guidé Rmttr à chaqu équip d dux l annx 1. Posr aux élèvs ls qustions suivants : Qu vut dir l mot similarité? Qu vut dir l mot différnc? Pourquoi faut-il bin insérr l bouchon dans chaqu éprouvtt? Pourquoi doit-on agitr ls éprouvtts? Invitr ls élèvs à obsrvr l contnu ds dux éprouvtts avant t après ls avoir rmués. Rapplr aux élèvs d bin mttr l bouchon sur l éprouvtt avant d la rmur. Encouragr ls élèvs à écrir lurs obsrvations dans l tablau d l annx 1 tout n notant ls similarités t ls différncs ntr ls contnus ds dux éprouvtts. Laissr aux élèvs l tmps d fair l xpérinc t d rmplir l tablau. Fair un mis n commun ds obsrvations ds élèvs. Expliqur aux élèvs qu l au sucré st un solution, puisqu il n y a qu un phas visibl, alors qu l au bouus sédimnté st un mélang hétérogèn parc qu il y a plus d un phas visibl (p. x., on put distingur l au ds particuls d argil ou d sabl). Rvoir avc ls élèvs ls notions suivants : Matièr t matériaux Bloc 2 129

40 Solution ou mélang homogèn Un solution st formé n mélangant dux substancs, soit n dissolvant un soluté dans un solvant. Si l soluté s dissout dans l solvant, c st parc qu ls particuls du solvant t du soluté s attirnt. Un mélang st homogèn ou dvint un solution si sa composition ntièr st uniform t qu ll n form qu un sul phas. Mélang mécaniqu ou hétérogèn Dans un mélang hétérogèn, il n y a pas d solvant ou d soluté, car il n y a pas d dissolution. Ls différnts composants du mélang formnt ds phass visibls. Ls particuls sont désorganisés; lls puvnt dmurr n suspnsion ou s déposr au fond du mélang. Ells n sont pas nécssairmnt répartis uniformémnt dans l mélang. Phas Portion visibl t distinct d matièr. Ls phass s distingunt nttmnt ls uns ds autrs. Invitr ls élèvs à résumr, dans lurs proprs mots, ls concpts d solution, d mélang hétérogèn t d phas. Lur rmttr un copi ds définitions d l ncadré ci-dssus pour qu lls t ils la collnt dans lur journal scintifiqu. Placr ls mots solution t phas, ainsi qu l xprssion mélang hétérogèn sur la grand cart sémantiqu. Rmttr l annx 2 à l élèv. Rappl d sécurité Prévoir un spac suffisammnt grand résrvé à chaqu élèv pour lui prmttr d fair ss xpérincs avc aisanc. Insistr sur l importanc d n rin portr à la bouch, surtout pndant un xpérinc utilisant ds produits chimiqus. S assurr qu ls élèvs s lavnt ls mains après tout manipulation au laboratoir. Exigr l port d luntts protctrics n tout tmps où il y a manipulation d tout liquid autr qu d l au, manipulation d solids n poudr, utilisation d gaz ou d vapurs. 130 Scincs t tchnologi, 7 anné

41 Lir la march à suivr d l annx 2 n posant aux élèvs ds qustions tlls qu : - Qu st-c qu on t dmand d fair? - Qu st-c qu un mélang hétérogèn? - Pux-tu énoncr un postulat d la théori particulair? Modlag Répondr avc ls élèvs au plan d qustionnmnt n s inspirant d l ncadré avant d commncr la tâch. Qu st-c qu on m dmand d fair? On m dmand d préparr quatr mélangs t d ls obsrvr pour distingur ls phass, lur état t lurs propriétés t d déduir l typ d mélang. Qu st-c qui m aid à fair la tâch? Bin obsrvr ls mélangs, connaîtr la différnc ntr un mélang hétérogèn t un solution t connaîtr la théori particulair. Commnt j m y prnds? J prépar ls mélangs corrctmnt t j ls obsrv attntivmnt n discrnant l nombr d phass. Slon ms obsrvations, j décid s il s agit d un solution ou d un mélang hétérogèn. Suis-j crtain ou crtain d ma répons? Y a-t-il d autrs solutions possibls? J vérifi un duxièm fois n obsrvant attntivmnt. Pratiqu guidé Rmttr à chaqu équip d dux l matéril suivant : quatr éprouvtts, quatr bouchons d caoutchouc, un support à éprouvtt, du vinaigr, du sabl, d l au, du ktchup, du poivr t d l huil végétal. Circulr dans la sall d class pour s assurr d la sécurité ds élèvs t d la bonn utilisation du matéril scintifiqu. Répondr aux qustions ds élèvs, s il y a liu. Prndr qulqus nots dans l dossir ancdotiqu d l élèv pour évalur la compétnc Application ds habiltés prscrits n rchrch scintifiqu t n concption. Invitr ls élèvs à fair la sction analys d l annx 2. Laissr aux élèvs l tmps d fair l xpérinc t d répondr aux qustions. Fair un rvu n posant ds qustions tlls qu : Qul était l but d l xpérinc? Qulls autrs substancs auraint pu êtr ajoutés pour formr : Matièr t matériaux Bloc 2 131

42 a) un solution? b) un mélang hétérogèn? Fair ds commntairs aux élèvs n s assurant qu lls t ils comprnnnt bin l lin ntr lurs obsrvations t la théori particulair. Qustionnr ls élèvs pour s assurr qu lls t ils savnt qu, dans chacun ds mélangs hétérogèns, il y a au moins dux phass visibls, c qui annul la possibilité qu c soit ds solutions. Solubl ou insolubl? Expliqur ls trms solubilité, insolubilité t dissolution à l aid d l ncadré. Solubilité : Mass d soluté qui, dissout dans un volum donné d solvant, form un solution saturé à un crtain tmpératur. Un unité fréqummnt utilisé st l g/l. Insolubilité : Incapacité d un substanc à s dissoudr dans un autr substanc. Dissolution : Opération qui consist à mélangr un soluté dans un solvant. Ls particuls du solvant attirnt ls particuls du soluté. Rmttr l annx 3 aux élèvs. Rappl d sécurité N pas consommr ou inspirr d la limaill d fr, évitr tout contact ntr ls yux t l alcool isopropyliqu (alcool à friction). Prévoir un spac suffisammnt grand résrvé à chaqu élèv pour lui prmttr d fair ss xpérincs avc aisanc. Insistr sur l importanc d n rin portr à la bouch, surtout pndant un xpérinc utilisant ds produits chimiqus. S assurr qu ls élèvs s lavnt ls mains après tout manipulation au laboratoir. Exigr l port d luntts protctrics n tout tmps où il y a manipulation d liquid autr qu d l au, manipulation d solids n poudr, utilisation d gaz ou d vapurs. Lir la march à suivr d l annx 3 n posant aux élèvs ds qustions tlls qu : Qu st-c qu on t dmand d fair? Qu st-c qu un substanc insolubl dans l au? Qu st-c qu un substanc solubl dans l au? 132 Scincs t tchnologi, 7 anné

43 Modlag Répondr avc ls élèvs au plan d qustionnmnt avant d commncr la tâch. Pratiqu guidé Rmttr à chaqu équip d dux l matéril suivant : cinq bchrs, d la limaill d fr, d l alcool isopropyliqu (alcool à friction), du sucr, du sl d tabl, d l huil végétal, un balanc t ds bâtonnts. Circulr dans la sall d class pour s assurr d la sécurité ds élèvs t d la bonn utilisation du matéril scintifiqu. Répondr aux qustions ds élèvs, s il y a liu. Prndr qulqus nots dans l dossir ancdotiqu d l élèv pour évalur la compétnc Application ds habiltés prscrits n rchrch scintifiqu t n concption. Invitr ls élèvs à fair ls sctions d analys t d conclusion d l annx 3. Laissr l tmps aux élèvs d fair l xpérinc t d répondr aux qustions. Lur dmandr d insérr l annx dans lur rliur à annaux d scincs. Rvoir l xpérinc n posant ds qustions tlls qu : En t inspirant d la théori particulair, pourquoi crtains solutés sont-ils solubls dans l au, alors qu d autrs sont insolubls? Expliqu. Fair ds commntairs aux élèvs t ls qustionnr n s assurant qu lls t ils comprnnnt bin l lin ntr lurs obsrvations t la théori particulair. Expliqur qu crtains particuls ont d plus grands forcs d attraction (p. x., l sucr dans l au), c qui suppos qu l solvant put dissoudr l soluté. Ls particuls d soluté puvnt s logr dans ls spacs ntr ls particuls d solvant. On dit alors qu l soluté st solubl dans l solvant. Crtains particuls ont d faibls forcs d attraction (p. x., l huil t l au), c qui suppos qu un substanc n put pas dissoudr l autr. Ls particuls d un substanc n puvnt pas s logr dans ls spacs ntr ls particuls d l autr substanc. On dit alors qu la substanc st insolubl dans l autr substanc. Pratiqu autonom Invitr ls élèvs à xpliqur ls concpts d dissolution, d solubilité t d insolubilité dans lurs proprs mots dans lur journal scintifiqu. Rmttr aux élèvs un copi ds définitions d l ncadré ci-dssous pour qu lls t ils la collnt dans lur journal scintifiqu. Matièr t matériaux Bloc 2 133

44 Solubilité : Mass d soluté qui, dissout dans un volum donné d solvant, form un solution saturé à un crtain tmpératur. Un unité fréqummnt utilisé st l g/l. Insolubilité : Incapacité d un substanc à s dissoudr dans un autr substanc. Dissolution : Opération qui consist à mélangr un soluté dans un solvant. Ls particuls du solvant attirnt ls particuls du soluté. Placr ls mots dissolution, solubilité t insolubilité sur la grand cart sémantiqu. La dissolution Rmttr l annx 4 aux élèvs. Rappl d sécurité Évitr tout contact ntr ls yux t l alcool isopropyliqu (alcool à friction). Prévoir un spac suffisammnt grand résrvé à chaqu élèv pour lui prmttr d fair ss xpérincs avc aisanc. Insistr sur l importanc d n rin portr à la bouch, surtout pndant un xpérinc utilisant ds produits chimiqus. S assurr qu ls élèvs s lavnt ls mains après tout manipulation au laboratoir. Exigr l port d luntts protctrics n tout tmps où il y a manipulation d liquid autr qu d l au, manipulation d solids n poudr, utilisation d gaz ou d vapurs. Lir la march à suivr d l annx 4 n posant aux élèvs ds qustions tlls qu : Qu st-c qu on t dmand d fair? Qul st l soluté dans ctt xpérinc? Qul st l solvant dans ctt xpérinc? Crois-tu qu l volum total après l mélang corrspondra à la somm ds dux volums initiaux? Expliqur aux élèvs qu l xpérinc consist à mélangr d l au t d l alcool. L volum d au dmur l mêm, alors qu l on augmnt progrssivmnt l volum d alcool. Dans son tablau ds résultats, l élèv not la somm ds volums initiaux d l au t d l alcool, l volum final du mélang t la diminution du volum. 134 Scincs t tchnologi, 7 anné

45 Modlag Répondr avc ls élèvs au plan d qustionnmnt avant d commncr la tâch. Pratiqu guidé Rmttr à chaqu équip d dux l matéril suivant : cylindr gradué d 200 ml, cylindr gradué d 50 ml, alcool isopropyliqu (alcool à friction), au, longu tig d vrr. Circulr dans la sall d class pour s assurr d la sécurité ds élèvs t d la bonn utilisation du matéril scintifiqu. Répondr aux qustions ds élèvs, s il y a liu. Prndr qulqus nots dans l dossir ancdotiqu d l élèv pour évalur la compétnc Application ds habiltés prscrits n rchrch scintifiqu t n concption. Laissr aux élèvs l tmps d fair l xpérinc t d rmplir l tablau. Pratiqu autonom Invitr ls élèvs, d façon individull, à fair ls sctions Diagramm ds résultats, Analys t Conclusion d l annx 4 t à insérr l annx dans lur rliur à annaux. Fair ds commntairs aux élèvs t ls qustionnr n s assurant qu lls t ils comprnnnt bin l lin ntr lurs obsrvations t la théori particulair. À chaqu étap, ls élèvs msurnt l volum total d la solution t réalisnt qu la somm ds dux volums initiaux st supériur au volum final. La diminution du volum put êtr xpliqué par l fait qu ls particuls d soluté s insèrnt ntr ls spacs vids ds particuls d solvant. Invitr ls élèvs à écrir lur conclusion d l xpérinc dans lur journal scintifiqu t l ramassr pour s assurr qu ls élèvs comprnnnt. Concntration t dilution Présntr au group-class six bchrs contnant différnts concntrations d solution d prmanganat d potassium. S assurr d ls placr slon l ordr croissant d la concntration. Posr aux élèvs ls qustions suivants : Qu ont n commun cs six bchrs? Qu st-c qui ls différnci? Commnt pourrais-tu xpliqur ctt différnc? Au cours d ctt séanc d qustions, amnr ls élèvs à utilisr l mot concntration. Expliqur aux élèvs qu n ajoutant du soluté on consrv l mêm volum d solvant n augmntant la concntration d la solution. Matièr t matériaux Bloc 2 135