SNC2D/SNC2P Réactions chimiques/réactions chimiques Activité par les élèves Le poker des formules Sujets écrire le nom et la formule chimique de composés ioniques Durée préparation : 20 min activité : de 15 à 25 min Attentes particulières SNC2D A1.10 Tirer une conclusion et la justifier. C1.1 Représenter, à partir de formules chimiques et de modèles moléculaires, divers composés organiques simples (p. ex., méthane, éthanol, acide acétique). C1.2 Utiliser les règles de l Union internationale de la chimie pure et appliquée (UICPA) pour nommer et indiquer la formule chimique de composés ioniques et de molécules simples (p. ex., NaNO 3, N 2, CO 2, KNO 3, NaCl). SNC2P A1.10 Tirer une conclusion et la justifier. C1.1 Utiliser le tableau périodique et une liste d ions communs et simples pour écrire le nom et la formule chimique de divers composés ioniques et de molécules (p. ex., NaNO 3, NH 4 OH). Introduction Cette activité offre aux élèves une façon amusante de comprendre comment les composés ioniques sont formés et d où provient leur formule chimique. S il vous faut du temps au départ pour créer les jeux de cartes, vous pourrez par la suite les utiliser année après année. Ce jeu peut servir d activité de révision pour consolider la compréhension des formules et la mémorisation des noms des composés ioniques. L activité a pour but d amener les élèves à utiliser les cartes représentant les ions et les indices pour créer des formules chimiques, et à évaluer les formules entre eux afin de déterminer lesquelles sont justes. Matériel 1 feuille de pointage par élève (voir plus bas) 1 jeu de cartes de nomenclature par équipe (voir plus bas) ruban magnétique (facultatif) Consignes de sécurité Aucune Marche à suivre Faites les préparatifs suivants préalablement à l activité :
1. Créez un jeu de cartes par équipe. À la fin du document, vous trouverez des modèles qui peuvent être photocopiés sur du papier cartonné, puis découpés. Sinon, vous pouvez écrire à la main sur des fiches. Chaque jeu doit contenir : a. 2 cartes vierges (cartes «gratuites»); b. 14 cartes (7 portant l indice «2» et 7 portant l indice «3»); c. 1 carte (ou plus) pour chacun des ions suivants (peuvent être modifiés au besoin) : H + Ba 2+ Al 3+ F O 2 N 3 Na + Ca 2+ Sc 3+ Br S 2 P 3 Li + Mg 2+ Fe 3+ Cl 2 SO 4 3 PO 4 K + Zn 2+ Ni 3+ I 2 CO 3 Rb + Be 2+ OH Cu + Cu 2+ NO 3 Ag + Sn 2+ C 2 H 3 O 2 + NH 4 Pb 2+ ClO 3 Fe 2+ HCO 3 Sr 2+ HSO 4 2. Créez une feuille de pointage pour chaque élève à partir du modèle fourni à la fin du document. Pendant le cours : Formez des équipes de 3 à 5 élèves. 3. Remettez un jeu de cartes à chaque équipe et expliquez les règles : a. Le jeu se joue sensiblement comme le poker fermé à cinq cartes. Le donneur bat le paquet de cartes (contenant les ions et les indices) et distribue 5 cartes à chaque joueur, y compris à lui-même. Toutes les cartes restantes sont placées en pile au centre. b. C est le joueur à la gauche du donneur qui commence. Il peut se défausser d un maximum de 3 cartes et prendre le même nombre de cartes dans le paquet central. c. Le joueur essaie ensuite de créer 1 ou 2 formules chimiques en utilisant le plus de ses cartes possible. La ou les formules doivent être vues et vérifiées par les autres joueurs, puis inscrites et comptées sur la feuille de pointage. Un point par carte utilisée pour créer une formule chimique exacte est attribué par tour (jusqu à concurrence de 5 points). d. FACULTATIF : Un point supplémentaire par nom peut être attribué si les joueurs inscrivent sur la feuille de pointage le nom exact de la formule chimique créée. e. Lorsqu un joueur a terminé son tour, les cartes utilisées sont mises de côté et il prend le même nombre de cartes dans le paquet central de façon à avoir encore 5 cartes en main. f. Le joueur suivant peut alors jouer son tour. Si un joueur ne peut pas jouer, il doit passer son tour. g. Le jeu se poursuit avec le joueur à gauche et ainsi de suite, jusqu à ce que les joueurs ne puissent plus faire de formules. 4. À mesure que le jeu progresse, dites aux élèves de regarder toutes les formules qui ont été créées et d essayer de déterminer si elles sont justes et pourquoi. 5. Demandez aux équipes d expliquer comment déterminer si une formule chimique est juste.
Nettoyage Les cartes peuvent être conservées et réutilisées de nombreuses fois. Qu est- ce qui se produit? Les élèves vont créer une variété de composés différents à l aide de leurs cartes, les noter et tenter de les nommer. Exemple de pointage : Modèle de feuille de pointage Nom du jeu Nom du joueur : EXEMPLE Ronde Cartes utilisées pour créer une formule Formule du composé (et nom pour un point additionnel) TOTAL 1 Na + Cl Mg 2+ O 2 ------ chlorure de sodium oxyde de magnésium 6 (4 + 2 points add.) 2 NH 4 + 2 SO 4 2 ------ ----- sulfate d ammonium 4 (3 + 1 point add.) 3 Fe 3+ Cl 3 ------ ------ ------- 3 GRAND TOTAL : 13 Comment ça fonctionne? La formation des composés ioniques est attribuable à l attraction électrostatique d ions de charge opposée. Un composé ionique stable se forme lorsque la charge positive du cation et la charge négative de l anion sont équivalentes. Les indices servent à indiquer le nombre d ions présents dans le composé ionique et sont inscrits après le symbole de l ion auquel il correspond dans la formule. S il n y a qu un seul ion, il n est pas nécessaire d inscrire l indice 1. La façon d écrire les formules ou les noms consiste à inscrire d abord le symbole (ou le nom) du ion de charge positive. Lorsqu un atome peut avoir plus d une charge possible (c est-à-dire, Cu + ou Cu 2+ ), un chiffre romain indiquant la charge de l ion dans ce composé particulier est inscrit entre crochets après le nom de l ion. Les noms des ions métalliques (cations) sont les mêmes que les noms des atomes métalliques. Dans le nom des non-métaux, le suffixe «-ide» remplace le suffixe du nom de l atome. La charge des ions n est pas incluse dans la formule ou le nom du composé (sauf dans le cas susmentionné). Les ions polyatomiques contiennent deux atomes ou plus liés de manière covalente avec une charge globale positive ou négative, et un nom particulier leur est associé.
Suggestions/conseils pour l enseignante ou l enseignant 1. Pour faire une démonstration du jeu avant que les élèves commencent à jouer, fixez du ruban magnétique au dos de quelques cartes et utilisez-les comme pièces que vous pourrez déplacer sur le tableau pour expliquer comment jouer. 2. Il peut être utile d avoir une liste des composés (formules et noms) qui peuvent être formés à partir des cartes, à laquelle vous pourrez vous référer si les élèves ont des questions. 3. Vous pourriez créer les cartes sans y indiquer les charges, et les élèves pourraient utiliser un tableau périodique (et possiblement une liste d ions polyatomiques) pour s aider à créer des composés à l aide des cartes. Prochaines étapes Ces cartes pourraient servir à créer d autres jeux. Elles pourraient aussi servir à une activité consistant à équilibrer des équations si des cartes «+», et des cartes de coefficient sont ajoutées. Ressources supplémentaires 1. Explication des différentes variantes des règles du poker : http://www.pagat.com/poker/rules/ (en anglais seulement) 2. Utilisation et identification de composés polyatomiques : http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/compounds/polyatomic.shtml (en anglais seulement) 3. Écriture du nom et de la formule de composés ioniques : http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/143aioniccpds.html (en anglais seulement)
Modèle de feuille de pointage Le poker des formules Nom du joueur : Ronde Cartes utilisées pour créer une formule Formule du composé (et nom pour un point additionnel) TOTAL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 GRAND TOTAL :
Modèle de cartes H + Ba 2+ Al 3+ Na + Ca 2+ Fe 3+ Li + Mg 2+ Sc 3+ K + Zn 2+ Ni 3+ Rb + Be 2+ N 3 Cu + Cu 2+ P 3
Ag + Sn 2+ PO 3 4 NH + 4 Pb 2+ O 2 F Fe 2+ S 2 Br Sr 2+ SO 2 4 Cl C 2 H 3 O 2 CO 2 3 I ClO HSO 3 4 OH HCO 3 NO 3
2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3