les rédox en milieu sec

MINISTERE DE LA COMMUNAUTE FRANÇAISE DE BELGIQUE
DEPARTEMENT DE L'EDUCATION, DE LA RECHERCHE ET DE LA FORMATION
A DMINISTRATION GENERALE DE L 'E NSEIGNEMENT ET DE LA R ECHERCHE SCIENTIFIQUE
CAF 1998-2001

CHIMIE - REDOX - page 2
Introduction
Ce document est le fruit d'une étroite collaboration entre divers partenaires :
• des professeurs de chimie et l'inspection;
• le Laboratoire d'Enseignement Multimédia (LEM) de l'ULg ;
• le Centre d'Autoformation et de Formation continuée (CAF) à Tihange;
• le Centre Technique (C.T.) de Frameries.
Il est largement basé sur le module réalisé dans le cadre d'une recherche de la Communauté
française
(1)
par des membres du Laboratoire d'Enseignement Multimédia (LEM) de
l'Université de Liège:
• René CAHAY, François REMY et Jean THERER, Chargés de cours ;
• Maryse HONOREZ et Brigitte MONFORT, Chercheuses au LEM.
A partir de ce module, une séquence initiale a été produite. D'autres séquences ont été
développées afin de couvrir les chapitres consacrés aux réactions rédox de 5
e
et de 6
e
; elles
ont été réalisées ou testées lors des journées de formation de l'inspection et du CAF. La
mise en forme finale des séquences a été confiée à Pierre COLLETTE du CAF de Tihange,
la réalisation matérielle a été assurée par Louisette LHOIR au CT à Frameries.
Pour chacune des séquences, les compétences centrées sur la démarche scientifique ont
été regroupées en trois faisceaux :
• la construction des outils notionnels lors d'actions de démarche scientifique
(traiter des données pour modéliser);
• leur connaissance (reconnaître, restituer);
• leur utilisation (résoudre des problèmes de caractérisation, de stoechiométrie, de
justification de faits et de prévision de faits).
La construction de séquences de leçons susceptibles d'atteindre ces objectifs est basée sur
le schéma IACA :
Idée
Action
Conclusion
Application
• L'Idée est la phase d'approche globale de la leçon au cours de laquelle a lieu la mise en
place des premiers éléments du contexte d'intérêt avec rappel des prérequis directement
utiles et le questionnement indispensable à toute action.
• L'Action est la phase analytique centrée sur la collecte et/ou le traitement de données,
ce qui implique la présence indispensable d'un support (graphique, schéma, tableau...)
en vue d'obtenir une réponse au questionnement.
• La Conclusion est la synthèse : réponse au questionnement avec apport organisé
d'éléments notionnels (justifier et définir des concepts, induire un principe, une loi ou une
règle, concevoir ou donner du sens à une représentation...).
• L'Application est la phase d'utilisation des outils notionnels en vue de résoudre un
problème.
Nous remercions vivement tous ceux qui ont contribué à cette publication.
Les inspecteurs des cours de chimie
Philippe ARNOULD Jacques FURNÉMONT
(1)
Direction générale de l'Organisation des Études, Convention de Recherche en Éducation 240/96,
Université de Liège - Laboratoire d'Enseignement Multimédia (LEM), 1997.

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S O M M A I R E
1 - LES PILES ÉLECTROCHIMIQUES ET LES RÉACTIONS RÉDOX
• Fiche 1 : Que faut-il pour fabriquer une pile ?
• Fiche 2 : Comment fonctionne une pile de Volta ?
• Fiche 3 : Comment fonctionne une pile de Daniell ?
2 - LE TABLEAU DE COUPLES RÉDOX
• Fiche 4 : Comment établir une échelle des couples rédox ?
•
Fiche 5 : Comment justifier ou prévoir des faits à l’aide du tableau des couples
...............rédox ?
3 - LES RÉDOX EN MILIEU SEC
• Fiche 6 : Comment peut-on formuler les équations rédox en milieu sec ?
• Fiche 7 : Comment peut-on équilibrer les équations d’oxydoréduction en milieu
...............sec à l’aide de la variation du N.O. ?
4 - LES RÉDOX EN SOLUTIONS ACIDES, BASIQUES OU NEUTRES
• Fiches 8 et 9 : Peut-on utiliser la variation du N.O. pour équilibrer les rédox en
.......................solution aqueuse ?
• Fiche 10 : Quelle est la méthode d’équilibration des rédox en solution acide ?
• Fiche 11 : Quelle est la méthode d’équilibration des rédox en solution neutre ?
• Fiche 12 : Quelle est la méthode d’équilibration des rédox en solution basique ?
5 - LES POTENTIELS RÉDOX
• Fiche 13 : Qu’est-ce qu’une pile ? (RAPPEL)
• Fiche 14 : Que signifie la différence de potentiel figurant sur les piles du
..................commerce ?
• Fiche 15 : Comment attribue-t-on un potentiel rédox à chaque couple rédox ?
6 - LES PILES ET ACCUMULATEURS ACTUELS
• Fiche 16 : Comment fonctionne une pile à combustible ?
• ...

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1 - LES PILES ÉLECTROCHIMIQUES ET LES
RÉACTIONS RÉDOX
Mise en situation - Contexte
Au cours de cette séquence, il est proposé de répondre aux trois questions suivantes :
• Fiche 1 : Que faut-il pour fabriquer une pile ?
• Fiche 2 : Comment fonctionne une pile de Volta ?
• Fiche 3 : Comment fonctionne une pile de Daniell ?
Démarche et compétences développées
La démarche préconisée est basée sur la réalisation de piles, d’abord sans mode
opératoire, ensuite à l’aide d’un mode opératoire. L’élève devra schématiser les
montages, devra consigner les observations et les interpréter.
Par la réalisation et la lecture de schémas de montage et de schémas de
fonctionnement, l’élève interprète le fonctionnement d’une pile électrochimique en se
référant au modèle de la réaction chimique : les faits constatés sont mis en relation
avec l’équation chimique d’un type de réaction caractérisé par un transfert d’électrons
(réaction rédox).
Bilan notionnel
• Mots clés : pile, électrode (cathode, anode), pile en fonctionnement normal, pile en
court-circuit, réaction d’oxydoréduction (ou réaction rédox), oxydant,
réducteur, oxydation, réduction, transfert d’électrons, couple rédox,
forme oxydée et forme réduite.
• Représentations - Modèle : schémas de piles (schémas de montage), schémas de
fonctionnement, équation ionique d’une rédox (avec
transfert d’électrons).

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Rédox (I)
(*)
Fiche n°1
Idée : Que faut-il pour fabriquer une pile ?
Action : Expérimentation sans mode opératoire
1) La pile type Volta
On donne
deux rubans de magnésium, deux fils de cuivre, une solution aqueuse de NaCl
(1 mol.dm
-3
), une pomme (de terre) ou un citron, deux béchers, une horloge
électronique ou une calculette, une carte musicale, un voltmètre, des fils de
connexion munis de pinces .
On demande
1. Réalise une pile permettant de faire fonctionner l'horloge ou la carte musicale
ou la calculette.
2. Schématise le montage. Indique la borne positive et la borne négative.
3. Mesure la tension aux bornes de la pile ? ........................................................
2) La pile "scolaire"
On donne
un taille-crayon en magnésium, une pomme (de terre) ou un citron, une solution
aqueuse de NaCl (1 mol.dm
-3
), un crayon, un bécher, une horloge électronique ou
une calculette, une carte musicale, un voltmètre, des fils de connexion.
On demande
1. Réalise une pile permettant de faire fonctionner l'horloge, la calculette ou la
carte musicale.
2. Schématise le montage. Indique la borne positive et la borne négative.
3. Mesure la tension aux bornes de la pile ? .......................................................
(*)
Bibliographie : MODULE DE CHIMIE- LES REACTIONS D'OXYDOREDUCTION - ULG LEM 06/02/97