En-tte discipline - Education - Ministère de l`éducation nationale

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Ressources pour le lycée général et technologique
éduSCOL
Ressources pour la classe de
première
série sciences et technologies de
laboratoire
Chimie, biochimie,
sciences du vivant – Thème 1
Solubilité
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février 2012
© MENJVA/DGESCO
►eduscol.education.fr/prog
Chimie, biochimie, sciences du vivant
Série STL
Classe : 1
ère
THEME 1 du programme : Les systèmes vivants présentent une organisation particulière de la matière
Sous-thème 1.5 : Les molécules des organismes vivants présentent des structures et des propriétés
spécifiques
Solubilité ou non d’une espèce chimique dans l’eau
Extrait du BOEN
CONNAISSANCES : La solubilité des espèces chimiques dans l’eau dépend de leur squelette, de leur(s)
groupe(s) caractéristique(s) et de leur charge.
CAPACITES :
Mettre en œuvre des activités expérimentales et exploiter des ressources documentaires pour :
- tester et interpréter la solubilité ou non d’une espèce chimique dans l’eau
- définir les termes : hydrophile, hydrophobe, lipophile, lipophobe, amphiphile ;
- prévoir qualitativement la solubilité ou non d’une espèce simple dans l’eau.
Compétences transversales et attitudes
• Manifester : sens de l’observation, curiosité, imagination, esprit critique.
• Respecter les règles de sécurité
• Etre conscient de sa responsabilité face à l’environnement (gestion des déchets)
• Formuler des hypothèses
• Raisonner, argumenter, démontrer
• Travailler en équipe
• Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer
Type de ressource
• Aide à la mise en place d’une activité expérimentale en démarche d’investigation
• Puis proposition de réinvestissement
• Sitographie
Résumé du contenu de la ressource (et conditions de mise en œuvre si besoin)
• Aide à la mise en place d’une activité expérimentale en démarche d’investigation permettant de
répondre à l’objectif proposé.
• Durée : 2 h
• Objectif : Définir, grâce à une approche expérimentale, les termes : hydrophile –
hydrophobe – lipophile – lipophobe – amphiphile
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CBSV – thème 1.5
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Mots clés de recherche : solubilité – hydrophile – hydrophobe – lipophile – lipophobe – amphiphile –
démarche d’investigation
Provenance : académie de Grenoble
Adresse du site académique : www.ac-grenoble.fr/accueil_peda/accueil.php
Pré-requis
• Eau solvant polaire dissociant – formant des interactions hydrogènes.
• Définition des groupes caractéristiques en chimie organique ainsi que la notion de squelette
carboné.
Situation à proposer aux élèves :
On se propose d’établir un classement de différentes espèces chimiques selon leur comportement vis-àvis de la dissolution dans l’eau.
Pour cela vous disposez des espèces chimiques et du matériel proposés ci-dessous.
Matériel et espèces chimiques à disposition
Remarque pour l’enseignant : choisir des espèces chimiques différentes, en ne faisant varier qu’un seul
paramètre à la fois (longueur de chaine carbonée – présence de groupe fonctionnel – charge…)
EXEMPLE : glucose – hexane : même squelette carboné mais groupes fonctionnels sur le glucose.
Les espèces proposées ci-dessous permettent de ne faire varier qu’un paramètre à la fois.
1. Produits
Eau distillée - Acide éthanoïque - Acide benzoïque - Acide oléique – Ethanol – Cyclohexane – Hexane –
Glucose - Savon (à base d’huile d’Olive : acide oléique saponifié) - Benzoate de sodium
2. Matériel
Tubes à essais avec bouchons + porte tubes - Pipettes compte gouttes – Spatule - Sabots de pesée –
Béchers – Balances - Gants – lunettes
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DESCRIPTION DE LA MANIPULATION :
1. Faire établir aux élèves un protocole permettant de répondre à la situation proposée et le
mettre en œuvre.
1.A. Aide n°1 :
• Dans un tube à essai contenant 5 mL d’eau environ, introduire les espèces chimiques à tester
(une espèce par tube !!!) : 0,5 mL pour les liquides et 0,5 g pour les solides. Agiter
• Observer.
2. A partir de leurs observations, les faire classer les espèces chimiques en 3 catégories
(espèces solubles – espèces non solubles donnant lieu à une émulsion - non solubles ne donnant pas
lieu à une émulsion (ou une émulsion instable))
2.A. Aide n°2 :
On peut donner un tableau vide et faire rechercher la représentation des molécules testées.
Espèces solubles
Espèces donnant naissance à
une émulsion
Espèces insolubles
REPRESENTATION DES ESPECES TESTEES :
Les représentations moléculaires peuvent être réalisées avec le logiciel ACD/Chemsketch :
‐ freeware téléchargeable sur le site : www.acdlabs.com/resources/freeware/
‐ Manuel d’utilisation complet (175 pages en français) :
www2.acdlabs.com/download/docs/chemsk_r10_fr.pdf
‐ Fiche résumé pour élèves :
www2.ac-lyon.fr/enseigne/physique/phychi2/IMG/doc/3_Utilisation_du_logiciel_ACD.doc
‐ Tutoriel d’utilisation (datant de 2002) :
www.ac-paris.fr/portail/jcms/p1_295832
EXPLOITATION DES RESULTATS :
A partir du classement effectué, on peut emmener les élèves à repérer les points communs des espèces
chimiques présentes dans une même catégorie, ainsi que les différences et similitudes entre 2 catégories.
Aide n°3 :
Points communs dans une même catégorie :
Ex :
• longueur de la chaîne carbonée.
• présence de groupes caractéristiques.
•…
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Aide n°4 :
Différences et similitudes entre 2 catégories
Ex :
• glucose et hexane : même nombre de C mais…
• acide benzoïque et benzoate de sodium : même…, mais…
• acide éthanoïque – acide oléique – acide benzoïque : même…, mais ….
• benzoate de sodium – savon : même…, mais…
Puis, il est alors possible de proposer une définition des termes : hydrophile – hydrophobe – lipophile –
lipophobe – amphiphile
Enfin, la conclusion suivante peut être établie : La solubilité des espèces chimiques dans l’eau dépend
de leur squelette, de leur(s) groupe(s) caractéristique(s) et de leur charge.
EVALUATION POSSIBLE DE LA SEANCE
L’article ci-dessous, propose une réflexion sur la mise en place de grilles d’évaluation par compétences
en activité expérimentale :
Évaluer les activités expérimentales…, par Xavier Bataille, Erwan Beauvineau, Julien Calafell, Nicolas
Cheymol, Anne Szymczak et Michel Vigneron, in l'Actualité chimique - septembre 2010…
www.educnet.education.fr/rnchimie/di/doc/2010-n344-sept.p.15-Cheymol-HD.pdf
Les annexes donnent des exemples : www.lactualitechimique.org
La référence suivante propose un exemple de grille d’évaluation d’un TP d’investigation :
www.educnet.education.fr/rnchimie/di/doc/2009-333-aout-sept-p42-Bataille.pdf
Un TP de chimie analytique en séquence d’investigation par Xavier Bataille, Erwan Beauvineau, Nicolas
Cheymol, Vincent Mas et Michel Vigneron, in l'Actualité chimique - août-septembre 2009 - n° 333, p. 4247
APPLICATIONS ET PROLONGEMENTS POSSIBLES
• Activité documentaire sur les micelles et les molécules tensioactives :
Exemple : Chimie de la mayonnaise (utilisation du jaune d’œuf contenant des molécules du vivant)
Activités et compléments issus des programmes de 1ére L de 2002 : entre autres :
www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/Nouvprog/prem_L/docs/doc_1L.htm#chap3bis
• Exercice de prévision du comportement de différentes espèces chimiques vis-à-vis de leur
solubilité dans l’eau
• Influence du pH sur la solubilité : à réinvestir dans la partie sur les pH « espèce prédominante
selon le pH »
Exemple : Quelle aspirine choisir ? Aspirine du Rhône® - Aspégic® - Aspirine pH 8® - Aspirine UPSA®
(Activités expérimentales et/ou documentaires réalisées en seconde dans le thème de la santé)
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