Bandeau

Classe inversée - Extraction d'espèces chimiques en 2nde

Niveaux : 2nde
Mot(s) Clé(s) : Extraction - Classe inversée
Résumé

logo-ptt-2nde logoTraAM Cet article illustre un exemple d’usage proposé par le groupe GIPTIC de l’académie de Paris dans le cadre des TraAM 2015-2016 autour de la thématique n° 1 : "Dans quelle mesure les usages des ressources numériques permettent au professeur de mettre en place un enseignement de la physique chimie dans le cadre de la classe inversée ?" ici

Chapeau

logoTraAM Professeur expérimentateur - académie de Paris :
• Christophe Trolé, Lycée Dorian

TraAM - page nationale

Objectifs

Compétences mises en œuvre

Notions et contenus :

Extraction et séparation d’espèces chimiques - techniques expérimentales.

Compétences attendues :

Elaborer et mettre en œuvre un protocole d’extraction à partir d’informations sur les propriétés physiques des espèces chimiques recherchées.

Utiliser une ampoule à décanter et un dispositif de filtration dans les conditions de sécurité.

Outils utilisés

  • Documents déposés sur le site http://christrole.free.fr
  • Capsule vidéo
  • Logiciel de montage vidéo (Camtasia ou Windows Movie Maker)
  • ENT Pronotes pour le QCM nominatif (chapitre 11 – Partie Santé), qui peut être remplacée par un QCM distribué en début de séance.
  • Ordinateur ou Smartphone pour accéder aux ressources numériques.

Description

Déroulement de la séquence

À faire à la maison, avant…

  • Visualiser la vidéo illustrant les étapes techniques de l’utilisation de l’ampoule à décanter.
  • Se connecter à l’ENT Pronotes et répondre au QCM (cf. en annexe)

À faire en classe

  • Correction du QCM
  • Distribution du sujet de l’activité (cf. en annexe)

À faire à la maison, après...

  • Exercices d’application du livre Nathan (Edition 2010) (cf en annexe)

 

Conditions de mise en œuvre

Avantages

  • Mise en activité plus rapide des élèves, libérant ainsi du temps pour la réflexion et la rédaction,
  • Développement d’un enseignement mutualisé en classe : les élèves ayant mieux assimilé la technique aidant les autres,
  • Meilleure compréhension des objectifs de l’activité,
  • Meilleure maîtrise des étapes de la manipulation.

Inconvénients

  • La création d’une capsule vidéo demande un peu de temps et de technicité.
  • Quelques problèmes techniques liés à l’exécution du QCM sur Pronotes.
  • Un visionnage en TP (notamment pour les élèves n’ayant pas vu la vidéo avant) nécessite un ordinateur et des écouteurs.
 

Annexes

QCM (version pdf)

Question 1 : Solvant extracteur

Le solvant extracteur est choisi de telle sorte que l'espèce à extraire soit :

  • la plus soluble possible dans ce solvant
  • la moins soluble possible dans ce solvant
  • non soluble dans ce solvant

Question 2 : Liquides non miscibles

Lorsque deux liquides non miscibles sont mis en présence :

  • celui qui a la plus grande densité forme la phase supérieure
  • celui qui a la plus grande densité forme la phase inférieure
  • les deux liquides forment une seule phase

Question 3 : Manipulation

Lors de la manipulation d'une ampoule à décanter :

  • Il faut agiter sans dégazer
  • Il ne faut pas agiter
  • Il faut agiter et dégazer

Question 4  : Agitation

Parmi les trois schémas d'agitation d'ampoule à décanter, choisir celui ou ceux qui correspondent à une meilleure extraction :

TraAM-Extrraction1

  • a
  • b
  • c

 Question 5 : Séparation

Quel est le meilleur schéma pour séparer les 2 phases ?

TraAM-Extrraction2 

  • a
  • b
  • c
  • d  

Retour

Activité (version pdfversion doc)

Séparer des espèces chimiques 

Problématique : nous avons récupéré un mélange d’hydroxyde de cuivre, de sulfate de cuivre et de diiode dans l’eau. Nous souhaitons séparer les différents constituants afin de les recycler.

Données :

 

Hydroxyde de cuivre

Sulfate de cuivre

Diiode

Solubilité dans l’eau

(phase aqueuse)

Bleu,

Non soluble

Bleu,

Soluble

Jaune à brun,

Peu soluble

Solubilité dans le cyclohexane

(phase organique)

  

Bleu,

Non soluble

Non soluble

Violet ,

Soluble

  • Densité de l’eau : deau = 1,00
  • Densité du cyclohexane : dcyclo = 0,78
  • L’eau et le cyclohexane sont deux solvants non miscibles.

S’approprier :

  1. Décrire le mélange dont nous disposons.
  2. Que signifient les pictogrammes concernant le cyclohexane ? Quelles précautions supposent-t-ils ?

A- Extraction par solvant solide liquide

1. Analyse du montage

TraAM-Extraction-Activite1

  • Que permet ce montage ?
  • Où doit-on verser le mélange ?

2. Réalisation

Le montage précédant étant effectué, suivre les étapes :

  1. Ouvrir le robinet d’eau.
  2. Poser le papier filtre dans le Büchner (entonnoir) et le mouiller totalement.
  3. Ouvrir le robinet de la trompe à eau afin de constater l’aspiration du papier filtre.
  4. Agiter le mélange et en verser environ 20 mL dans l’entonnoir Büchner.
  5. Appuyer éventuellement sur l’entonnoir afin d’éviter les fuites d’air.
  6. Lorsque la manipulation est terminée, fermer le robinet de la trompe puis le robinet d’eau.
  7. Retirer le papier filtre avec son contenu à l’aide d’une spatule.
  8. Verser le contenu de la fiole dans un bécher.

 

Analyse de l’expérience menée :

  • Décrire le mélange obtenu dans la fiole à vide. Justifier sa couleur.
  • Comment appelle-t-on la substance recueillie dans la fiole par cette méthode ?
  • Quel est le nom du composé recueilli dans le filtre ?

 B- Extraction par solvant liquide liquide

1. Le diiode en solution

Réalisation d’une petite expérience :

Dans 2 tubes à essais A et B, on place respectivement les mélanges suivants :

  • A : environ 2 mL de solution aqueuse de diiode (quelques gouttes dans l’eau) et 2 mL de cyclohexane pur.
  • B : environ 2 mL de solution de sulfate de cuivre II puis 2 mL de cyclohexane pur.

On bouche, on agite puis on laisse décanter.

Analyser et Valider :

  • Rédiger l’observation. (schéma légendé et commenté).
  • Comment interpréter cette observation ?

2. Réalisation de l’extraction liquide-liquide

Verser le mélange obtenu après filtration dans l’ampoule à décanter. Ajouter environ 20 mL de cyclohexane. Procéder alors à l’extraction liquide-liquide en suivant la technique étudiée.

3. Analyser et Valider

Compléter le schéma de l’ampoule et son contenu ci-dessous, avant agitation et après décantation ; les annotations devront aussi comporter le nom des espèces chimiques majoritairement présentes dans chaque phase.

  • Quelle phase contenant le diiode doit-on récupérer ?
    Récupérer la phase aqueuse dans un bécher A et la phase organique dans un bécher B.
  • Pour conclure, quelles sont les 2 propriétés essentielles auxquelles doit satisfaire le solvant extracteur pour extraire une espèce chimique donnée ? 

Matériel

  • pour 2 binômes :

- Flacon CuSO4 + flacon I2 dans l’eau + pissette + flacon cyclohexane (100 mL)
- Mélange : volume équivalent d’une solution aqueuse de sulfate de cuivre 10-2 mol.L-1 et de diiode 10-3 mol.L-1, additionnée d’un peu de solution soude 10-1 mol.L-1 pour former un précipité.
- 2 Flacons poubelle (phase aqueuse et phase organique).

  • Paillasse élève :

- Montage filtration Büchner + papier filtre
- 3 Béchers 100 mL
- Spatule
- Portoir + 2 tubes à essai + 2 bouchons
- Ampoule à décanter + support + bouchon

 Retour

Activité 2

Exercices à faire à la maison (Nathan 2de édition 2010 p. 25)

TraAM-Extraction exo1

TraAM-Extraction exo2

Retour

 

Options

Filtrer les contenus par :

Niveaux

Mot Clé

Résultats
Ateliers GIPTIC
  • Applications Python pour l'enseignement de la Physique-Chimie (séance 2)