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) Pour quoi ? Connaissances et compétences
a) 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
Matériel
didactique
Durée
1ère heure
Journal de classe
Les réactions équilibrées
Tableau
3 min
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
Tableau
vidéo
7 min
Contextualisation
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.
Ppt,
Notes de cours
10 min
Décontextualisation
3) Aspect quantitatif de l’équilibre chimique
a. La constante d’équilibre Kc : loi de Guldberg et Waage
Explication théorique du Kc
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.
Ppt, notes de
cours
30 min
Quoi ?
Activité
Matériel
didactique
Durée
2ème heure et 3ème heure idéalement
Journal de classe
Laboratoire sur la constante d’équilibre Kc
Tableau
3 min
Laboratoire
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
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
15 min
50 min
Réalisation du rapport
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.
Quoi ?
Activité
Matériel
didactique
Durée
4ème heure
Journal de classe
Discussion sur le laboratoire
Exercices sur la constante d’équilibre Kc
Tableau
3 min
Recontextualisation
* 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
* Exercices
Ppt, notes de
cours
Notes de
cours
20 min
27 min
1
/
5
100%
