[PDF] p2 - sommaire 173 Cinétique chimique en Terminale

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ahni»iuAvCnCtnjctyurctnahnuCvli: décidé d"utiliser la réaction d"oxydoréduction qui se produit entre le magnésium et l"acide chlorhydrique. Cette réaction est simple de mise en oeuvre et présente l"avantage d"être plutôt rapide. Les quantités nécessaires de réactifs sont relativement faibles et les concentrations des solutions acides utilisables sont assez élevées pour quantifier l"influence de ce paramètre et assez faibles pour être manipulées par les élèves (équipés de gants et de lunettes). Le magnésium est conditionné en ruban ce qui permet d"en estimer la quantité par la longueur car la faible densité de ce métal nécessite des balances de précision. Enfin, elle produit un dégagement gazeux qui permet de suivre facilement la transformation en mesurant le volume de dihydrogène produit.

2) Choix des objectifs principaux et écriture du cours

J"ai ensuite déterminé cinq objectifs principaux afin de répondre, d"une part, aux exigences du programme et, d"autre part, de découper la séquence en cinq temps forts correspondant aux cinq heures de cours. Les objectifs retenus sont listés par ordre chronologique :

"réinvestir et consolider les connaissances et l"utilisation des outils nécessaires à l"étude des transformations chimiques (les éléments chimiques, le modèle de la réaction chimique et les réactions d"oxydoréduction),

"mettre en oeuvre une démarche expérimentale pour étudier l"influence de différents facteurs cinétiques,

"réaliser une présentation informatique et orale de la démarche et s"informer sur l"évaluation par compétences, "réaliser le suivi d"une réaction par une méthode physique, "modéliser l"évolution d"une quantité de matière au cours du temps grâce à un logiciel d"EXAO et déterminer le temps de ½ réaction. Enfin, j"ai écrit et structuré un cours pour que son plan corresponde chronologiquement aux objectifs afin de permettre aux élèves de le construire collectivement au fur et à mesure des activités.

3) Élaboration d"une " situation-problème »

Cette dernière étape fut la plus difficile : trouver une " situation-problème » qui contienne plusieurs activités permettant d"englober tous les objectifs retenus. La

situation imaginée est décrite ci-après dans la " fiche-élève », elle est certes un peu

rocambolesque mais a répondu aux attentes.

Il est à préciser que cette fiche a été distribuée en amont avec la consigne de la lire

entièrement et de réaliser la première partie chez eux. bbbLTL(L"sourTap,mrLy (LFi2frnLPrL"s LP/d arLy ;rELantPsd nELPrLÉlhèL(L;amrp2qqrvr nMLd svdns2 LPrEL nriisn2sirELitidt1LyLE2tudsnr nMLq2tiLprtiLqi2frnLPrL"s L P/d arMLiadpsEriLPrELdnrpsriELP/r1qaisr orELdvtEd nrELq2tiL

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expérimentale en s"appuyant sur une présentation informatique éna4véeySCnafrtmCiur)éurctnCiuna4uérTT4CnaétinTénléeurCnL:

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½2ivtpdns2 LPrLo2 frontirEMLP9ucq2nu,ErELr1qpsodnsmrEMLPrLqi2n2o2prELq2EEs4prE Les hypothèses émises par les élèves sont : augmenter la température de l"acide chlorhydrique, augmenter la concentration de l"acide chlorhydrique, augmenter la quantité de magnésium, augmenter la quantité d"acide chlorhydrique.

Je n"avais étonnement pas imaginé les deux dernières hypothèses qui ne sont pas en lien avec

des facteurs cinétiques mais liées à la notion de réactif limitant.

Néanmoins, je laisse faire les élèves, nous évoquerons ce point lors de la restitution des

résultats. En ce sens, certains élèves n"ont pas prévu d"expérience témoin qui leur permette de comparer leurs mesures. Ils s"en rendront compte en manipulant et ce sera très formateur. Investigation et résolution du problème conduite par les élèves Ils se sont tous aperçus plus ou moins vite qu"ils devaient réaliser deux expériences

strictement similaires à l"exception du paramètre à étudier. De ce fait, ils se sont donc

confrontés à devoir utiliser des bouts de magnésium identiques et ont eu le réflexe de mesurer leurs masses (d"autant plus que j"avais volontairement mis les balances à disposition).

Ces balances n"étant précises qu"au 1/10

ème de gramme, ils n"ont pas réussi et ont dû trouver

une solution. L"estimation de la quantité de magnésium par la longueur du ruban a été retenue.

L"imprécision de la méthode a été évoquée, discutée et son influence a été jugée

collectivement comme non significative pour la résolution du problème.

Trois méthodes ont été utilisées pour faire varier la température des solutions d"acide : un

cristallisoir rempli de glaçon, un bec électrique et une casserole pour faire chauffer au bain-

marie et, un bec bünsen et des tubes à essai. Cette dernière méthode m"a demandé beaucoup

d"attention afin de m"assurer du respect des consignes de sécurité. Elle est plus délicate

également pour mesurer la température des solutions. Les élèves avaient initialement prévu

de mettre les thermomètres directement dans les tubes à essai pendant la chauffe puis, ils ont proposé de verser la solution chauffée dans un bécher pour réaliser la mesure. Deux groupes ont étudié l"influence de l"augmentation du volume d"acide chlorhydrique et se

sont rendus à l"évidence qu"il n"y en avait pas. Les élèves d"un groupe ont compris rapidement

et m"ont appelée pour m"expliquer leur erreur et sa cause : le caractère limitant du magnésium. Je ne suis volontairement pas intervenue dans l"autre groupe à qui cela ne semblait pas poser de problème. Ils s"interrogeront sur ce point lors de l"analyse des résultats.

Tous les élèves ont réussi à mettre en oeuvre leurs protocoles et à prendre des mesures. Ils

ont pour consigne de présenter leurs démarches expérimentales à l"oral le lendemain en s"appuyant sur une présentation informatique. La séance ayant lieu le mardi, ils ont jusqu"au mercredi 17h pour m"envoyer leur fichier par mail pour me permettre de les enregistrer sur l"ordinateur avant le cours et éviter ainsi de perdre du temps. Échange argumenté autour des propositions élaborées

Le lendemain, les élèves présentent à l"oral leurs hypothèses, leurs démarches, le protocole

mise en oeuvre, les mesures et donnent leurs conclusions. Ils s"appuient sur des présentations informatiques et trois d"entre-elles sont fournies en annexe. Après chaque intervention, lesquotesdbs_dbs50.pdfusesText_50

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