Informations générales sur la séquence de cours concernant l’aspect quantitatif de l’équilibre chimique. 1) Quoi ? Thème 2. La réactivité : la réaction chimique : 20 périodes conseillées Sous thème : Gestion des réactions incomplètes Loi de Guldberg et Waage 2) Situation du cours dans la séquence d’enseignement Les élèves ont vu le thème précédent concernant les réactifs en solution aqueuse. Dans le thème que je suis en train de traiter, ils ont étudié les différents types de réactions existantes (complète, impossible, incomplète), les réactions endothermiques et exothermiques, la calorimétrie ainsi que les critères de spontanéité d’une réaction. Ils ont étudié de façon qualitative l’équilibre chimique et en ont apprécié l’aspect dynamique. 3) Pourquoi ? Objectifs Leur montrer que les réactions à l’équilibre répondent à une loi : la loi de Guldberg et Waage Leur illustrer au moyen d’un laboratoire l’aspect constant de la constante d’équilibre Kc pour une même réaction, à une même température ainsi que la variation du Kc avec la température Leur introduire le principe de le Chatelier par l’effet de la variation de concentration et de température Leur montrer les liens entre différents cours (ici la biologie et les échanges gazeux) 4) a) - Pour quoi ? Connaissances et compétences Savoirs Compréhension de la loi de Guldberg et Waage Compréhension des réactions équilibrées b) - Savoir-faire Réaliser un laboratoire dans le respect des consignes et manipuler le matériel de façon adéquate Résoudre des problèmes stœchiométriques de réactions équilibrées Appliquer des connaissances à un cas nouveau c) Tâches et compétences visées - FT 2 : Expérimenter grâce au laboratoire - FT 3 : Résoudre une application concrète : le parallèle avec les échanges gazeux 5) Pour qui ? Pour des élèves de 5ème année en sciences générales 6) Comment ? Le scénario Quoi ? Activité Journal de classe Les réactions équilibrées Rappels 1) Introduction : rappels et mise au point Rappels sur les types de réactions et plus particulièrement ce qu’ils ont vu des réactions équilibrées Métaphore pour visualiser l’équilibre 2) Mise en situation : l’hémoglobine Le cas de l’hémoglobine et de l’oxygène leur est présenté Cela permet de leur faire sentir un manque sur la matière. Ils doivent arriver à l’idée d’une proportion constante de réactifs et de produits. 3) Aspect quantitatif de l’équilibre chimique a. La constante d’équilibre Kc : loi de Guldberg et Waage Explication théorique du Kc 1ère heure Contextualisation Décontextualisation b. Calcul du Kc à partir des concentrations c. Calcul des concentrations à l’équilibre à partir du Kc et du nombre de moles initial d’un ou de plusieurs réactifs Les parties b et c permettent d’illustrer des calculs de résolution de problèmes chimiques. Matériel didactique Tableau Durée Tableau vidéo 7 min Ppt, Notes de cours 10 min Ppt, notes de cours 30 min 3 min 2ème heure et 3ème heure idéalement Quoi ? Activité Journal de classe Laboratoire Laboratoire sur la constante d’équilibre Kc 4) Mise en pratique de la constante d’équilibre Un rappel des consignes de sécurité est effectué Les objectifs et la réaction utilisée sont présentés Une brève explication de la colorimétrie et du principe des blancs est réalisée Des calculs préalables sont réalisés avec les élèves Réalisation du rapport Matériel didactique Tableau Durée 3 min 15 min La manipulation suit : - les élèves réalisent les mélanges, les blancs puis les mesures au colorimètre - une approche qualitative est ensuite réalisée par l’observation des couleurs suite à des variations de température ou de concentration 50 min Les élèves disposent de temps pour répondre aux questions du rapport, par groupe. Le professeur passe dans les bancs pour les guider 32 min Si aucune possibilité d’obtenir deux heures d’affilée, je commencerais des exercices en 2ème heure et introduirait le TP en fin de 2ème heure. En 3ème heure ils réalisent le laboratoire. Le rapport est alors effectué en devoir. 4ème heure Quoi ? Activité Journal de classe Discussion sur le laboratoire Exercices sur la constante d’équilibre Kc * Revenir sur le rapport de laboratoire et plus particulièrement sur le cas de l’Hb et de l’O2 pour vérifier qu’ils ont su utiliser la théorie et le laboratoire pour comprendre cet exemple Recontextualisation * Exercices Matériel didactique Tableau Durée Ppt, notes de cours 20 min Notes de cours 27 min 3 min
