B. Matière et analyse qualitative Attentes À la fin du cours, l’élève doit pouvoir : B1. Expliquer les principes de base de l’analyse qualitative. B2. Effectuer des analyses qualitatives en appliquant diverses méthodes de séparation et représenter les résultats obtenus à l’aide de formules et d’équations. B3. Expliquer l’utilité de l’analyse qualitative dans divers domaines. Contenus d’apprentissage Pour satisfaire aux attentes, l’élève doit pouvoir : Compréhension et interprétation des concepts B1.1 reconnaître, à partir de leurs réactifs et de leurs produits, les types de réactions chimiques suivants : réactions de synthèse, de décomposition, de déplacement simple et de déplacement double. B1.2 écrire l’équation ionique nette d’une réaction de déplacement double à l’aide d’un tableau de solubilité. B1.3 expliquer la formation de liaisons ioniques résultant de la réaction entre un métal et un non-métal. B1.4 décrire les processus fondamentaux de l’analyse qualitative, y compris les essais à la flamme, les réactions de précipitation et le spectre d’émission. Acquisition d’habiletés en résolution de problèmes, en recherche scientifique et en communication B2.1 utiliser la formule moléculaire et l’appellation de composés ioniques et moléculaires binaires et ternaires, y compris ceux à valences multiples, en appliquant les règles de l’Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) et celles du système de la nomenclature traditionnelle, et reconnaître un composé par sa formule chimique. [C] B2.2 déterminer expérimentalement la présence d’ions dans des échantillons inconnus à l’aide d’un plan de séparation (p. ex., identification d’ions métalliques dans l’eau). [P, ER, AI, C] B2.3 prédire la formation d’un précipité lors d’une réaction chimique en écrivant l’équation de déplacement double et l’équation ionique nette correspondante à l’aide d’un tableau de solubilité. [AI, C] B2.4 effectuer les techniques d’essai à la flamme et de précipitation en laboratoire. [ER, AI] B2.5 identifier un échantillon de gaz inconnu en observant expérimentalement son spectre d’émission et en le comparant au spectre d’un échantillon de gaz connu (p. ex., hydrogène ,hélium, néon). [P, ER, AI, C] B2.6 communiquer oralement et par écrit dans différents contextes en se servant des termes justes dont : cation, anion, ion polyatomique, ion polyvalent, ion spectateur, charge de l’ion, méthode chassé-croisé, soluble, insoluble, spectroscope,spectre, raies spectrales, niveau d’énergie, règle de la somme nulle. [C] Rapprochement entre la culture scientifique et technologique et l’environnement B3.1 présenter divers usages de la spectroscopie (p. ex., détection de produits organiques, détermination de la pureté de substances organiques, détection de métaux dans l’eau) et des émissions spectrales (p. ex., effets pyrotechniques). [ER, AI, C] Piste de réflexion : Une grande partie de nos connaissances sur les astres vient de la spectroscopie. L’étude des raies d’absorption dans le spectre des étoiles date du XIXe siècle. Le spectre d’une étoile renseigne sur la composition chimique de son atmosphère et sur sa température. Questions pour alimenter la discussion : Quelles sont des applications de la spectroscopie en géologie? Quelles sont des applications de la spectroscopie infrarouge dans diverses industries agroalimentaires? Comment l’identification de micro-organismes par spectroscopie infrarouge peut-elle être utilisée pour assurer la sécurité des aliments? Comment la spectroscopie permet-elle le dépistage du cancer? B3.1 décrire des applications de l’analyse qualitative dans divers domaines (p. ex., dépistage de drogues, analyse de l’encre pour déceler la fausse monnaie). [P, ER, AI, C] Piste de réflexion : Chaque substance pétrolière renferme un marqueur biologique consistant en un composé chimique qui ne se décompose pas facilement et qui identifie le produit de façon unique. Cette signature des produits pétroliers permet aux scientifiques d’élaborer des analyses chimiques pour déterminer si deux échantillons sont issus d’un même produit pétrolier. Ce procédé permet de déterminer la provenance d’un déversement. Questions pour alimenter la discussion : Pourquoi les jouets, les emballages alimentaires et les cosmétiques font-ils l’objet d’analyses qualitatives? Comment utilise-t-on l’analyse qualitative pour déterminer l’incidence des stratégies de gestion agricole sur la qualité du sol? Environnement Canada émet une alerte au smog lorsque l’indice de la qualité de l’air (IQA) atteint un niveau dangereux; comment le niveau de smog dans l’air est-il mesuré?