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AcadĠmie d'OrlĠans-TourV A. RouYaire
Thème : Univers Seconde
ECE : Les ions dans les eaux minérales
Compétences travaillées (capacités et attitudes) : ¾ ANA : concevoir un protocole expérimental. ¾ REA : suivre un protocole, utiliser le matériel de manière adaptée.¾ COM : rendre compte de façon écrite, de manière synthétique, en utilisant un vocabulaire adapté.
CONTEXTE
On Wrouve TanV leV eaux minéraleV TeV ionVH aVVuranW un apporW en macro-élémenWV (calciumH VoTiumH
On VGinWéreVVe ici à quaWre eaux minéraleV Te compoViWionV TifférenWeV J CriVWalline®H Volvic®H VicUy SainW Yorre® eW
Hépar®. ÓalUeureuVemenWH un peWiW plaiVanWin a enlevé leV éWiqueWWeV ...DOCUMENTS À VOTRN MISPOSITION
Document 1 : Étiquettes des eaux minérales
VICHY SAINT-YORRE VOLVIC CRISTALLINE HEPAR
SOURCE ROYALE
COMPOSITION MOYENNE (en mg/L)
Bicarbonates....4368
Chlorures...........522
Sulfates..............174
Fluorures................1
Sodium.............1708
Potassium..........132
Calcium................90
Magnésium..........11
ÓinéraliVaWion WoWale exWraiW Vec à 180°C J 4774 mgIL - pH J 6H6ANALYSE CARACTERISTIQUE (mg/litre)
CALCIUM 11,5
MAGNESIUM 8,0
SODIUM 11,6
POTASSIUM 6,2
CHLORURES 13,5
NITRATES 6,3
SULFATES 8,1
SILICE 31,7
BICARBONATES 71,0
Minéralisation totale : 130 mg/litre
(Résidu sec à 180°C) - pH 7ANALYSE (mg/l)
Calcium : 70,0
Magnésium : 2,1
Sodium : 4,4
Potassium : 1,6
Bicarbonates : 200,0
Sulfates : 15,3
Chlorures : 8,0
Nitrates : <2,0
Extrait sec à 180°C : 223 mg/l - pH : 7,7
MINERALISATION CARACTERISTIQUE (mg/L)
Calcium : 549 Na+ : 14,2
SO42- : 1530 NO3- : 4,3
HCO3- : 383,7 Magnésium : 119
Résidu sec à 180°C : 2513 mg/L
pH = 7,2 - Embouteillée à VittelRemarque : L'absence d'informations relatives à un ion en particulier n'implique pas nécessairement l'absence de
cet ion dans l'eau minérale considérée.Document 2 : Tests des ions
On peut mettre en évidence la présence d'un ion dans une solution en ajoutant quelques gouttes d'un réactif
spécifique de chaque ion à quelques millilitres de solution : Ions présents en solution Réactif utilisé Observations Ions chlorure Cl- Solution de nitrate d'argent précipité blanc (qui noircit à la lumière)Ions cuivre II Cu2+ Solution de soude
(ou hydroxyde de sodium) précipité bleu Ions calcium Ca2+ Solution d'odžalate d'ammonium précipité blancIons fer III Fe3+ Solution de soude
(ou hydroxyde de sodium) précipité rouge Ions sulfate SO42- Solution de chlorure de baryum précipité blancPour un mġme ǀolume de rĠactif ǀersĠ et un mġme ǀolume de solution testĠe, l'obserǀation sera d'autant
Les ions hydrogénocarbonate sont couramment appelés " ions bicarbonate ».ANA REA COM 20
AcadĠmie d'OrlĠans-TourV A. RouYaire
VOTRE MISSION
1. Elaborer un protocole expérimenWal pour aWWribuer leV éWiqueWWeV (25 min conVeilléeV).
éWiqueWWe (CriVWalline®H Volvic®H VicUy SainW Yorre® ou Hépar®). APPEL N°1 Appeler le professeur pour lui présenter votre protocole ou en cas de difficulté.2. RéalisaWion Tu proWocole expérimenWal (25 minuWeV conVeilléeV).
réaliVéeV.APPEL N°2 Appeler le professeur pour lui présenter une des expériences réalisées ou en cas de
difficulté.3. Présentation TeV réVulWaWV (25 minuWeV conVeilléeV).
Rédiger un compte-renTu Te façon à préVenWer leV réVulWaWV obWenuV J leV manipulaWionV effecWuéeVH ainVi que leV
obVervaWionV réaliVéeV TevronW êWre VcUémaWiVéeV ; leV concluVionV apporWéeV TevronW égalemenW figurer TanV ce
compWe-renTu.APPEL N°3 Appeler le professeur pour lui présenter votre exploitation ou en cas de difficulté.
AcadĠmie d'OrlĠans-TourV A. RouYaire
REPRES POUR L'VALUATION
Le candidat est en situation d'Ġǀaluation, l'edžaminateur ne doit pas fournir d'edžplicitation des erreurs ni de la
démarche à conduire. Ses interventions sont préciseVH elleV VervenW Te relance pour faire réagir le canTiTaW ou
bien pour lui permettre d'aǀancer pour ġtre ĠǀaluĠ sur d'autres compĠtences. ouvert si ces erreurs conduisent l'Ġlğǀe ă une impasse. Élaborer le protocole expérimental pour attribuer les étiquettes La compĠtence ANALYSER est ĠǀaluĠe lors de l'appel 1.Les critğres retenus pour l'Ġǀaluation de la compĠtence ANALYSER sont les suiǀants J exploiter des
informaWionV exWraiWeV Te TonnéeVH concevoir un proWocole expérimenWal.LGexaminaWeur évalue globalemenW ce que lui préVenWe le canTiTaW. Il aWWenT Te la parW Te celui-ci J qu'il compare
protocole expérimental pertinent, réalisable au laboratoire afin d'identifier chacune des eaux minérales.
AinViH le proWocole Tevra inTiquer J
- les ions testés et le réactif utilisé - le volume d'eau sur lequel on réaliVe le WeVW - le nombre de gouttes de réactif versées - l'observation attendue dans le cas d'un test positif. - danV quel(V) caV on VGaWWenT à avoir beaucoup (ou peu) Te précipiWéSi certains points du protocole sont flous ou non prĠsents, l'edžaminateur pourra les faire préciser au candidat à
lGaiTe Te queVWionV ouverWeV.LGexaminaWeur aWWenT que le canTiTaW VacUe corriger Veul une malaTreVVe ou apporWe Veul un complémenW au
proWocole lorV TeV appelV. Si le canTiTaW y parvienW le niveau acquiV pour ANA eVW le niveau A.au candidat une solution partielle adaptée en fonction des besoins du candidat. Le niveau acquis est alors le
Le niveau acquis est C si l'edžaminateur doit apporter au candidat des rĠponses partielles pour parǀenir ă terminer
la tâche demandée.Si le candidat ne parǀient pas ă Ġtablir le protocole demandĠ ă partir des solutions partielles, l'edžaminateur lui
donne la VoluWion WoWale. Le niveau acquiV eVW le niveau D.Exemples de solutions partielles
Solution partielle 1
Les ions calcium sont présents dans les 4 eaux minérales étudiées J lGHépar eVW lGeau qui en conWienW le pluVH la
Volvic celle qui en conWienW le moinV.
Solution partielle 2
Les ions bicarbonate sont présents dans les 4 eaux minérales étudiées J la SainW-Yorre eVW lGeau qui en conWienW le
pluVH la Volvic celle qui en conWienW le moinV.AcadĠmie d'OrlĠans-TourV A. RouYaire
Solution partielle 3 (à aTapWer Velon la piVWe Vuivie par leV élèveV)Solution partielle 4
Dans 4 tubeV à eVVaiV TifférenWVH inWroTuire le même volume Te cUacune TeV eaux eW ajouWer 4 gouWWeV TGoxalaWe
TGammoniumH afin Te WeVWer leV ionV calcium.
Solution partielle 5 (à adapter selon la piste suivie par les élèves)Exemple de solution totale
- Dans 4 tubes ă essais diffĠrents, introduire le mġme ǀolume, ă l'aide d'une éprouvette graduée, de chacune des
eaux eW ajouWer 4 gouWWeV TGoxalaWe TGammoniumH afin Te WeVWer leV ionV calcium.- TUéoriquemenWH le précipiWé Vera le pluV abonTanW pour lGeau Hépar eW moinV abonTanW pour la Volvic.
- ManV 2 WubeV à eVVaiVH introduire le mġme ǀolume, ă l'aide TGune éprouveWWe graTuéeH TeV Teux eaux non
iTenWifiéeV puiV ajouWer 4 gouWWeV Te niWraWe TGargenW afin Te WeVWer leV ionV cUlorure.- Le précipiWé le pluV abonTanW permeWWra TGiTenWifier la VicUy-SainW Yorre eW le moinV abonTanW la CriVWalline.
Réaliser le protocole de test des ions
La compĠtence REALISER est ĠǀaluĠe lors de l'appel 2.Les critğres retenus pour l'Ġǀaluation de la compĠtence REALISER sont les suiǀants J suivre un
proWocoleH uWiliVer le maWériel Te manière aTapWée. Le canTiTaW ToiW êWre capable Te Vuivre le proWocole propoVéH cGeVW-à-Tire J ¾ utiliser un même volume de chacune des eaux¾ ajouter le même volume de réactif
Si néceVVaireH il inWervienW oralemenW (VouV forme Te queVWionV) eW Te façon WrèV poncWuelle pour réguler leur miVe
un canTiTaW TemanTanW une aide trğs ciblĠe et bien edžplicitĠe ne l'est pas non plus. Dans tous ces cas le niveau A
pour le Tomaine Te compéWenceV RÉA eVW obWenu. autres manipulations.Si le canTiTaW eVW à nouveau bloqué TanV une auWre réaliVaWionH le profeVVeur lui fourniW une réponVe parWielle. Si
celle-ci permeW Te le Tébloquer eW que celui-ci pourVuiW la manipulaWionH le niveau acquiV eVW le niveau C. S'il est
toujours bloqué le niveau est D, le professeur lui fournit alors le résultat.ExempleV Te VoluWionV parWielleV
Solution partielle 1
Il est impératif de faire les teVWV Vur TeV volumeV TGeaux iTenWiqueV.AcadĠmie d'OrlĠans-TourV A. RouYaire
Solution partielle 2
Il est nécessaire de rajouter le même volume (même nombre de gouttes) de réactifs.Solution partielle 3
Il faut observer la quantité de précipité obtenue dans chacun des tests.Exemples de solutions totales
Nau WeVWée QuanWiWé Te précipiWé Nau WeVWée QuanWiWé Te précipiWé A A C C M MNxemple J
TeVW avec lGoxalaWe TGammonium TeVW avec niWraWe TGargenW Nau WeVWée QuanWiWé Te précipiWé Nau WeVWée QuanWiWé Te précipiWéA ++ A +
C ++ C +++
M + M +
Rédiger un compte-renTu
La compétence COÓÓUNIQUNR eVW évaluée aprèV la Véance.LGexaminaWeur évalue globalemenW la capaciWé Tu canTiTaW à renTre compWe Te Von Wravail Te manière écriWe.
Niveau A J le canTiTaW a réTigé un compWe-renTu coUérenW eW compleWH avec TeV VcUémaV clairV eW propreVH en
uWiliVanW un vocabulaire VcienWifique aTapWéH Te manière à réponTre au problème iniWialemenW poVé.
Niveau B J le canTiTaW a réTigé un compWe-renTu coUérenW eW compleWH en uWiliVanW un vocabulaire VcienWifique
aTapWéH Te manière à réponTre au problème iniWialemenW poVé maiV leV VcUémaV VonW abVenWV ou paV rigoureux.
OU J le canTiTaW a réTigé un compWe-renTu coUérenW eW compleWH avec TeV VcUémaV clairV eW propreVH en uWiliVanW
un vocabulaire VcienWifique aTapWéH maiV a oublié Te réponTre au problème iniWialemenW poVé.
Niveau C J le canTiTaW a réTigé un compWe-renTu peu coUérenWH incompleWH avec TeV VcUémaV abVenWV ou peu
rigoureuxH en uWiliVanW un vocabulaire VcienWifique mal aTapWé. Niveau D J le canTiTaW a réTigé un compWe-renTu incoUérenW ou abVenW.AcadĠmie d'OrlĠans-TourV A. RouYaire