Solutions aqueuses et notions de concentration








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titreSolutions aqueuses et notions de concentration
date de publication21.04.2017
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« La chimie à la maison » : le cas de l’oncle Tom

Question-problème


Tom s’est proposé pour ranger les produits de nettoyage domestique et d’entretien qui, chez lui, sont dispersés ça et là habituellement dans la cuisine et/ou la buanderie.

Dans un premier temps, Tom a dressé une liste des noms des produits à ranger ( voir annexe 1).

Tout en prenant note des noms pour établir sa liste, il constate que sur certains flacons, figurent des logos ; sur d’autres, des notices d’utilisation et de précautions à prendre ; enfin, sur certains, à la fois des logos et des notices, mais sur d’autres, aucune indication…

« Comment faire, se dit-il, pour arriver à trier et/ou classer tous ces produits de façon à éviter tout risque d’accident, surtout pour mes enfants, mes neveux et leurs copains ? »


Tâches proposées aux élèves



A partir des renseignements fournis (fiches fournies pour certains produits), ou lus sur les divers récipients (photos ou étiquettes) ou recherchés sur Internet, propose à ton oncle Tom un plan de rangement et d’aménagement de ses produits.
Réalise une petite brochure expliquant pour l’oncle Tom, sa femme, tes cousins et leurs copains les règles de rangement à respecter pour éviter les accidents .

-Compétence évaluée



Compétence générale 3
Utiliser à bon escient des notions scientifiques de base pour justifier des règles de sécurité et d’hygiène à mettre en

œuvre dans une situation de la vie quotidienne.
-Niveau
  Sciences générales 3ème degré de l’enseignement de transition
-Savoirs et niveaux de maîtrise (p52 du programme)



Savoirs

Niveaux de Maîtrise

  • principales propriétés et usage de produits chimiques

  • respecter les gestes à accomplir lors de la manipulation de produits du commerce après lecture de l’étiquette

  • solutions aqueuses et notions de concentration

  • identifier les produits solubles et insolubles dans l’eau

  • chimie-sécurité-santé

  • choisir le solvant en fonction d’une substance à dissoudre ou d’une tâche à enlever




  • en plus du g/L et de la mol/L comprendre la signification des unités de concentration comme le degré d’alcool, le % en masse…



Durée proposée


8 à 10 périodes



Consignes données aux élèves


Dans un premier temps, après avoir reçu la liste des noms des produits à classer et/ou trier, les élèves sont invités, individuellement, à lire chacune des trois questions ci-dessous et à répondre chacun par écrit à ces questions:

qu’évoque pour toi chacun des produits de la liste ?

comment ferais-tu personnellement pour classer ces produits ?

trouves-tu dans cette liste des produits que tu sais (ou crois) être dangereux ?
En quelques minutes, par écrit, les élèves notent individuellement ce qu’ils savent déjà sur le sujet.
La mise en commun se fera sous forme d’un tableau (voir annexe 2) , dans lequel le professeur (ou un élève …) notera ce que chaque élève ajoutera au fur et à mesure de la lecture de ses réponses individuelles (avec la consigne de ne pas répéter un élément de réponse déjà donné, sauf s’il apporte une information complémentaire (de renforcement ou contradictoire)).
Dans un second temps,

En sous groupe,

mener une recherche documentaire sur les produits de la liste

en confrontant les observations dégagées lors de la mise en commun précédente avec les renseignements lus sur les étiquettes, obtenus sur Internet ou communiqués par les fiches du professeur.
à partir de cette recherche documentaire et des notions théoriques reçues ou des expériences réalisées, proposer – sur poster - un nouveau classement en le justifiant

.

Mise en commun (dans cette phase, le professeur n’intervient pas)

le rapporteur de chaque groupe vient

afficher le poster du groupe

expliquer, en quelques mots, la justification du classement.
Réflexivité (phase amenée par le professeur)

Les divers classements obtenus :

permettent-ils de répondre efficacement à la situation-problème initiale ?

sont-ils utilisables en pratique pour établir un plan de rangement ? et comment ?

quel classement retenir finalement ? quels critères mettre en place ?
Dans un troisième temps,

En sous-groupe,

à partir du classement retenu, dessiner un plan de rangement

justifier ce plan de rangement en fonction des souhaits de Tom (relire la situation-problème)
Rédiger un document clair, concis et précis justifiant et expliquant aux gens qui seront amenés à ranger les produits comment les ranger de manière à préserver la sécurité des enfants.

Suggestions pour le professeur


timing proposé :

en même temps que l’on prépare la situation, il faut prévoir le minutage comme guide de la conduite de la classe. Cela dit, un équilibre est à trouver entre :

  • un temps minimum pour que les élèves aient le temps de remplir la mission ou la tâche proposée et

  • un temps maximum au delà duquel la recherche ou bien se diluerait ou bien permettrait aux élèves de différer l’exécution de la tâche.

en pratique, voici un timing possible :

1er temps :réflexion individuelle : total 50 minutes (1 heure de cours)

20 min

lecture des 20 produits proposés

10 min

réponses individuelles aux trois questions proposées

20 min

mise en commun des évocations, des dangers

les idées ou propositions de classement sont reprises et gardées par le professeur qui s’en servira de manière à comparer les représentations initiales et le classement final


2ème temps : phase de recherche en sous-groupes : total :5 heures de cours

2 heures

(idéalement séparées)

lecture des fiches proposées par le professeur

observation des étiquettes

recherches sur Internet…

recherches personnelles à domicile …

2 heures

dans la phase précédente, des questionnements vont apparaître…

apports théoriques de notions par le professeur, réalisation – par le professeur ou éventuellement par les sous-groupes – d’expériences illustratives des notions…

1 heure

synthèse des observations réalisées lors des phases précédentes avec pour objectif la production d’un poster par sous-groupe reprenant le classement proposé par le sous-groupe

présentation des posters de chaque sous-groupe.

réflexivité amenée par le professeur

par un feedback sur les premières propositions individuelles de classement

par un retour à l’énoncé de la situation-problème initiale


3ème temps : plan de rangement et justification : total prévu : 4 heures

1 heure

réalisation du plan ( en poster à afficher) - en sous-groupes

1 heure

réalisation du texte documentaire explicatif du plan ( en petit fascicule) – en sous-groupes

1 heure

présentation – par chaque sous-groupe-

du poster (plan de rangement)

du fascicule (texte explicatif)

1 heure

réinvestissement immédiat sous forme d’évaluation formative.


« Dans un premier temps…. »

Le questionnement préliminaire fait apparaître les représentations des élèves.

La mise en commun fera apparaître la plupart des éléments qui jouent un rôle dans les préconceptions des élèves quant aux risques que présentent les produits chimiques.
« Dans un second temps… »

En sous groupes , les élèves travaillent sur l’ensemble des produits de la liste

Veiller à ce que toutes les pistes (photos, étiquettes, informations sur fiches, renseignements sur Internet…) soient globalement abordées.

Les sous-groupes sont constitués de 4 élèves au maximum, chaque élève se voyant attribuer un rôle particulier au sein du sous-groupe.
Des questions de compréhension vont logiquement apparaître.

C'est le moment de donner à toute la classe les apports notionnels nécessaires (acide, base, corrosif , comburant, nocif, aérosol, signification des unités de concentration, le degré d’alcool, le pourcentage en masse, solubilité dans l’eau, notion de solvant)) et de réaliser l'une ou l'autre expérience relative à la visualisation de quelques unes de ces propriétés :

(voir en annexe, quelques expériences pouvant être réalisées par le professeur ….)
Lorsque la recherche en sous groupes est terminée, un délégué de chaque groupe présente la production à l’ensemble de la classe.

Les autres élèves peuvent poser des questions, demander des précisions, évaluer la pertinence du document.

« Dans un troisième temps…. »

De retour en sous groupes, les élèves amendent leur production et rédigent le classement définitif retenu en tenant compte des critères établis par la classe et l'enseignant.
C'est aussi le moment de préciser les critères qui définiront la présentation définitive du plan de rangement et du document (« notice d’utilisation » ) accompagnant le plan de rangement.











Evaluation dans le cadre de l'apprentissage





  • La phase de questionnement préliminaire met en évidence l'intérêt des élèves pour le sujet.

  • L'observation des élèves lors des travaux de groupe permet de vérifier l'implication de chaque élève dans le recherche.

  • La présentation orale des travaux permet de vérifier leur pertinence, leur profondeur et la qualité de l'expression de l'élève qui présente.

  • Le document définitif devrait être évalué à partir de critères établis lors des présentations orales.

  • En fin d'apprentissage - ou en fin de second temps, lorsque les notions à fixer (telles que acide, base, corrosif, …) apparaissent - , une évaluation des savoirs clés peut être réalisée par une interrogation écrite ou orale.

  • Il est également intéressant de mener, avec les élèves, une réflexion sur la démarche : les savoirs acquis et les savoir-faire développés (critères de classement) ainsi que sur les critères et indicateurs d'évaluation.



Réinvestissement dans le cadre de la situation-problème





  • Complétez la fiche (incomplète) d’un des produits en y ajoutant :

s’il(s ) ne s’y trouve(nt) pas le(s) logo(s) adéquat(s).

s’il(s ) ne s’y trouve(nt) pas, les conseils d’utilisation et/ou précaution(s) à prendre.


  • Rédiger à l’adresse d’une association de consommateurs (Test Achats ou autre…) une lettre de réclamation argumentée insistant sur les risques de danger que représente la sous-information d’étiquetage de certains produits chimiques domestiques.



Réinvestissement dans le cadre d'une nouvelle situation



Une de ces situations pourrait être choisie comme test d'évaluation formative afin de préparer les élèves à l'évaluation certificative en faisant apparaître les critères d'évaluation et les indicateurs.


  • Etablir à l'usage des utilisateurs, pour un produit d'usage courant (un produit de décoloration des cheveux, un produit utilisé pour le décapage des meubles, ... ) une fiche présentant




  • les conseils de prévention

  • les risques encourus

  • les dispositions à prendre en cas d'accident.

  • la composition chimique du produit (solvant, concentration…)



  • Dans le cadre d'une initiation scientifique d'élèves de l'école primaire, fabriquer des indicateurs acide base à partir de substances naturelles (chou rouge, thé, ... ) pour distinguer les substances acides et basiques utilisées à la maison.



  • Dans le cadre d'une situation concrète (barbecue, friteuse électrique, appareil à fondues, ...) rechercher, sur base d'arguments scientifiques, des moyens d'éviter ou de combattre un incendie éventuel.




annexe 1
Liste des produits

Nom


eau de Javel

Décap-Four

déboucheur Destop

soude caustique

Vinaigre

détartrant pour percolateur

Acide pour batterie

white spirit

Imperméabilisant

Linitop

détachant Sassi

Xylamon – traitement préventif du bois

ammoniaque

aérosol déodorant

savon de toilette

savon noir (mou)

produit détergent pour lessive

aérosol insecticide

cire (encaustique)

méthanol

bombe dégivrante pour lave-glace


annexe 2
Tableau de synthèse des prérequis


Nom

qu’évoque pour moi ce produit ?

dangereux ?


Eau de Javel







Décap-Four







Déboucheur Destop







Soude caustique







Vinaigre







Détartrant pour percolateur







Acide pour batterie







white spirit







imperméabilisant







Linitop







solvant pour silicone







Xylamon – traitement du bois







ammoniaque







aérosol déodorant







savon de toilette







savon noir (mou)







produit détergent pour lessive







aérosol insecticide







cire (encaustique)







méthanol







bombe dégivrante pour lave-glace









comment ferais-je pour les classer ?

Noter ci-dessous - les idées de classement

- ou les classements proposés



P. Hautier et Carl Bauwens Journée de Contact UCL – Enseignement Secondaire du 10 octobre 2002

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