Progression physique-chimie - Séquence "La mer à boire" CHAPITRE 1 : Peut-on séparer l’eau et le sel dans l’eau de mer ? Après avoir fait réfléchir les élèves sur le fait que l’eau de mer est un mélange que l’on « modélisera » par un mélange eau + sel, on se demande : si l’on peut extraire le sel de l’eau de mer, et à quoi cela pourrait servir si l’on peut extraire l’eau de l’eau de mer, et à quoi cela pourrait servir L’objectif du chapitre est d’apprendre que l’on peut séparer les constituants d’un mélange en utilisant les changements d’état de la matière. A retenir à l’issue du chapitre : L’eau de mer est un mélange constitué, entre autres, d’eau et de sel dissous. On parle de solution aqueuse. On peut séparer les constituants d’une solution aqueuse en utilisant deux techniques au choix : la séparation par vaporisation pour récupérer le solide dissous la séparation par distillation, pour récupérer l’eau. Activité n°1 : Comment extraire le sel de l’eau salée ? MATIERE, MOUVEMENT, ENERGIE, Etude de documents présentant un type de marais salant. INFORMATION Réalisation d’une séparation par vaporisation pour récupérer le sel dissous Décrire les états et la constitution de la dans un échantillon d’eau salée. matière à l’échelle macroscopique Domaines Compétences Capacités / attitudes >> L’état physique d’un échantillon de travaillées matière dépend de conditions externes, Pratiquer des langages Lire et comprendre des documents 1F notamment de sa température. (langue française) scientifiques. >> Quelques propriétés de la matière Schématiser un dispositif, une solide ou liquide (par exemple: densité, Pratiquer des langages 1S expérience. (scientifiques) solubilité, élasticité…). 4 Concevoir, créer, réaliser Concevoir et réaliser un dispositif d’observation. Activité 2 : Comment récupérer de l’eau dépourvue de sel ? Les élèves réfléchissent à partir de cette question. Ils doivent préparer un cahier des charges en vue de la fabrication d’un distillateur solaire en technologie. Fonctions du distillateur Contenir de l’eau salée Chauffer l’eau salée Collecter la vapeur l’eau dépourvue de sel Liquéfier la vapeur d’eau Récupérer l’eau dépourvue de sel Domaines Compétences travaillées Capacités / attitudes 1F S’exprimer à l’écrit pour décrire, Pratiquer des langages expliquer ou argumenter de façon (langue française) claire et organisée. 1S Pratiquer des langages Schématiser (scientifiques) expérience. 4 Concevoir un protocole expérimental. Pratiquer une démarche Justifier ses choix et ses stratégies en scientifique argumentant. un dispositif, Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d’un mélange. >> Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction). >> La matière qui nous entoure (à l’état solide, liquide ou gazeux), résultat d’un mélange de différents constituants MATERIAUX ET OBJETS TECHNIQUES Décrire le fonctionnement d’objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions >> Fonction technique, solutions techniques. une Evaluation n°1 : Dans cette évaluation on vérifie que les élèves ont compris que la vaporisation provoque une séparation entre substances dissoutes et solvant et que, pour récupérer l’eau sous forme liquide, il est nécessaire de collecter la vapeur d’eau et la liquéfier. Par exemple on peut leur demander de reconnaître une situation de vaporisation et de liquéfaction de la vie courante (ébullition de l’eau salée pour la cuisson des pâtes et formation de buée sur la vitre de la cuisine) CHAPITRE 2 : L'eau obtenue au laboratoire par distillation est-elle différente de celle que nous consommons au quotidien ? Dans une première activité, les élèves observent la distillation de l'eau de mer avec le matériel du laboratoire et doivent en comprendre le principe en réinvestissant le travail sur la préparation du cahier des charges de la séquence précédente. Dans une deuxième activité, les élèves s'intéressent à la composition du distillat et montrent que l'eau obtenue par distillation est pure. Enfin une troisième activité permet d'éclaircir le vocabulaire "eau pure" en comparant l'eau pure obtenue par distillation aux eaux que nous consommons (eaux minérales et eau du robinet) qui sont des mélanges. A retenir à l’issue du chapitre : La distillation est une technique de séparation utilisée au laboratoire pour extraire une espèce chimique d’un mélange. La distillation est toujours la succession contrôlée d’une vaporisation de l’espèce chimique souhaitée suivie de sa liquéfaction. Le résultat d’une distillation est un corps pur. Les eaux que nous buvons sont des mélanges. L'eau distillée, eau pure, n'est pas propre à une consommation quotidienne, elle doit être enrichie en sels minéraux avant d'être consommée. Activité 1: Comment récupérer de l'eau dépourvue de sel, au laboratoire ? Présentation du dispositif de distillation (sur l’exemple de la distillation de l’eau salée). Réinvestissement du travail de préparation du cahier des charges du distillateur solaire pour comprendre la fonction de chaque élément du dispositif de distillation du laboratoire. Schématisation du dispositif. Rédiger un paragraphe expliquant le principe de fonctionnement du dispositif de distillation utilisé au laboratoire. Domaines Compétences travaillées 1F 1S Capacités / attitudes S’exprimer à l’écrit pour décrire, Pratiquer des langages expliquer ou argumenter de façon claire (langue française) et organisée. Schématiser Pratiquer des langages expérience. (scientifiques) Utiliser un un dispositif, vocabulaire une scientifique adapté. 2 Utiliser une méthode pour schématiser S’approprier des outils et un dispositif expérimental. des méthodes Utiliser des outils de travail (brouillon) Activité 2: Quelle est la composition du distillat obtenu après distillation de l’eau salée ? Réinvestissement de la séparation par vaporisation pour montrer que le distillat est de l’eau pure, évaluation expérimentale. MATIERE, MOUVEMENT, ENERGIE, INFORMATION Décrire les états et la constitution de la matière à l’échelle macroscopique Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d’un mélange. >> La matière qui nous entoure (à l’état solide, liquide ou gazeux), résultat d’un mélange de différents constituants Identifier à partir de ressources documentaires différents constituants d’un mélange Activité 3 : Les eaux que l’on boit sont-elles pures ? Mise en place d’une démarche scientifique pour répondre à cette question. Travail de rédaction d’une hypothèse et d’observations. L’interprétation des observations sera fera à partir de documents sur la composition d’une eau minérale et d‘une eau du robinet. Pour aller plus loin, une réflexion sur le slogan d’une eau minérale vient interpeler les élèves sur le mot « pur » utilisé de façon différente dans le langage courant et dans le langage scientifique. Domaines Compétences Capacités / attitudes travaillées S’exprimer à l’écrit pour décrire, Pratiquer des langages 1F expliquer ou argumenter de façon (langue française) claire et organisée. 1S Pratiquer des langages Utiliser un vocabulaire scientifique (scientifiques) adapté. 2 Rechercher des informations dans S’approprier des outils un document. et des méthodes Mobiliser ses connaissances. 3 Adopter un comportement éthique et responsable. Différencier les connaissances scientifiques des simples opinions. Formuler une hypothèse. Répertorier des observations expérimentales. 4 Pratiquer une démarche scientifique Interpréter des observations expérimentales. Conclure pour valider ou infirmer une hypothèse. Evaluation n°2 : Dans cette évaluation, on vérifie que les élèves connaissent le principe de la distillation et qu’ils ont compris que les eaux que nous consommons sont des mélanges (et non des corps purs).