Séquence "La mer à boire"

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).