Physique chimie
Niveau
Niveau
2AC
Période 1
Chapitre 3
La transformation chimique
Expliquer la conservation de la masse lors d’une réaction chimique.
Tâche 3
Thème 1
Matière: structure et transformations
Icônes pour l’enseignant
Pages réservées à l’enseignant
Modelage de la tâche par l’enseignant (explicitation à haute voix)
Consignes et explications données aux élèves – hors modelage (à dire à haute voix)
Rappel du contrat de classe
J’utilise l’ardoise pour répondre
Pratique autonome
Pratique guidée en binôme
Icônes pour l’élève
L’élève écoute l’enseignant avec attention
Les élèves lèvent la main pour participer
L’élève garde des traces écrites sur le livret ou son cahier
Banque des icones utilisées dans les slides
Matériel nécessaire
Matériel de l’élève
Matériel
Boite de modèles moléculaires.
Orientations didactiques
Conceptions erronées
des élèves
Aperçu de la séance
La tâche principale de la séance repose sur le savoir-faire suivant : reconnaître que la masse se conserve lors d'une réaction chimique. Elle vise à expliquer cette conservation en s’appuyant sur le modèle moléculaire, afin d’amener les élèves à privilégier une modélisation atomique-moléculaire plutôt qu’une approche strictement macroscopique fondée sur l’observation immédiate. L’objectif est de leur faire comprendre que la conservation de la masse découle de la conservation des atomes au cours de la transformation.
À partir de l’énoncé de la situation, l’élève identifie les réactifs et les produits ainsi que leurs masses respectives, ce qui lui permet de conclure que la masse totale se conserve lors de la réaction chimique.
L’explication passe d’abord par l’écriture de l’équation littérale de la réaction chimique étudiée, puis par la modélisation des réactifs et des produits à l’aide de représentations moléculaires. Cette étape permet de montrer que les atomes se conservent en nature (type d’atome) et en nombre, ce qui conduit à constater que la somme des atomes présents dans les réactifs est égale à celle présente dans les produits. C’est cette conservation du nombre et du type d’atomes qui explique, au niveau macroscopique, la conservation de la masse lors de la réaction. Les exemples proposés restent volontairement simples, l’équilibrage d’équations chimiques plus complexes faisant l’objet de la tâche suivante.
Repérage dans le chapitre
Identifier une transformation chimique à partir des observations.
Modéliser une réaction chimique par une équation littérale.
Expliquer la conservation de la masse lors d’une réaction chimique.
Écrire des équations chimiques équilibrées.
Chapitre 3 : La transformation chimique
Structure de la séance
1
10 min
Ouverture de la séance
2
10 min
Modelage
3
10 min
Pratique collective
4
15 min
Pratique en binôme
5
10 min
Pratique autonome
6
5 min
Clôture
10 min
Ouverture de la séance
Bonjour! Prêts pour démarrer notre séance? Allons-y!
O
Le rituel
O
Observez cette image : à votre avis, quel comportement positif met-elle en évidence ?
L’enseignant.e fait participer les élèves pour qu’ils expriment ce qu’ils comprennent de l’image.
O
Parmi les comportements positifs à adopter, figure celui de ne pas manger en classe.
L’enseignant.e recourt à l’alternance linguistique pour expliciter le comportement attendu.
«Il est interdit de manger en classe»
يمنع الاكل في القسم
O
Réactivation des prérequis
Les élèves répondent sur leurs ardoises. Ils doivent verbaliser leur raisonnement.
Choisissez la bonne proposition.
O
A
C
B
Le modèle moléculaire qui représente un atome d’oxygène est :
Dans la modélisation que nous avons adoptée, un atome d’oxygène est représenté par une boule de couleur rouge, l’atome de carbone par une boule noire et l’atome de soufre par une boule jaune.
O
L’enseignant·e rappelle qu’il ne s’agit que d’une modélisation. Les couleurs utilisées sont un choix conventionnel et pourraient être différentes.
Le modèle moléculaire qui représente un atome d’oxygène est :
A
C
B
Les élèves répondent sur leurs ardoises. Ils doivent verbaliser leur raisonnement.
Passons maintenant à la question suivante. Choisissez la bonne proposition.
O
Le modèle moléculaire ci-contre représente :
Un atome d’oxygène O.
A
Une molécule de diazote N2.
C
Une molécule de dioxygène O2
B
L’enseignant·e fournit un feedback adéquat et rappelle l’utilité des préfixes “di-”, “mono-”, etc.
Nous avons une molécule constituée de deux atomes identiques. Chacun de ces atomes représente un atome d’oxygène : c’est le modèle moléculaire d’une molécule de dioxygène.
O
Le modèle moléculaire ci-contre représente :
Un atome d’oxygène O.
A
Une molécule de diazote N2.
C
Une molécule de dioxygène O2
B
Les élèves répondent sur leurs ardoises. Ils doivent verbaliser leur raisonnement.
Passons maintenant à la question suivante. Choisissez la bonne proposition.
O
Le modèle moléculaire ci-contre représente une molécule :
d’eau H2O
A
de dioxyde de carbone CO2
C
de monoxyde de carbone CO
B
Nous avons une molécule constituée de deux atomes d’oxygène et d’un atome de carbone : il s’agit donc du dioxyde de carbone.
O
L’enseignant·e fournit un feedback adéquat et rappelle l’utilité des préfixes “di-”, “mono-”, etc.
Le modèle moléculaire ci-contre représente une molécule :
d’eau H2O
A
de dioxyde de carbone CO2
C
de monoxyde de carbone CO
B
Les élèves répondent sur leurs ardoises ou oralement. Ils doivent verbaliser leur raisonnement.
Choisissez la bonne proposition.
O
Le modèle moléculaire ci-contre représente une molécule :
d’eau H2O
A
de dioxyde de carbone CO2
C
de dihydrogène H2
B
Le modèle montre que la molécule est constituée d’un atome d’oxygène et de 2 atomes d’hydrogène Il s’agit donc de la molécule d’eau.
O
L’enseignant·e fournit un feedback adéquat et attire l’attention des élèves sur l’existence de noms communs pour certaines molécules.
Le modèle moléculaire ci-contre représente une molécule :
d’eau H2O
A
de dioxyde de carbone CO2
C
de dihydrogène H2
B
O
Déclaration de la tâche �de la séance
Lors de la fusion des glaçons, qui est une transformation physique, on constate que la masse se conserve, c’est-à-dire qu’elle ne change pas.
L’enseignant·e veille à ce que la situation soit compréhensible et peut recourir à l’alternance linguistique si nécessaire.
O
La conservation de la masse de l’eau lors de la fusion(transformation physique) s’explique par la conservation du nombre de particules d’eau.
Glaçons
Eau liquide
Fusion
Lors d’une transformation chimique, comme celle de la réaction de la craie avec de l’acide chlorhydrique, on constate aussi que la masse se conserve.
L’enseignant·e veille à ce que la situation soit compréhensible et peut recourir à l’alternance linguistique si nécessaire.
O
Comment peut-on expliquer la conservation de la masse lors de cette transformation chimique?
À la fin de cette séance, vous serez capables d’expliquer pourquoi la masse ne change pas lors d’une réaction chimique.
Expliquer la conservation de la masse lors d’une réaction chimique.
L’enseignant·e peut recourir à l’alternance linguistique si nécessaire.
O
10 min
Modelage
M
Tâche principale
(10 min)
Tâche principale
Voici notre tâche principale.
L’enseignant lit la consigne et présente les supports. Il explique ce qui est demandé.
M
Dans cette tâche :
L’enseignant lit la consigne et présente les supports. Il explique ce qui est demandé.
M
On me propose un texte qui fournit les masses des substances qui réagissent et de celles qui se forment lors d’une transformation chimique. On me demande d’expliquer la conservation de la masse lors de cette transformation .
L’enseignant·e explicite son raisonnement. Il ou elle peut recourir à l’alternance linguistique si nécessaire.
Première étape : j’identifie les réactifs et les produits ainsi que leurs masses, afin de vérifier qu’il y a bien conservation de la masse.
M
Réactif 1: Carbone.
12 g de carbone réagissent avec 32 g de dioxygène
Sa masse: 12 g
Sa masse: 32 g
Masse des réactifs: 12 g + 32 g = 44 g
Je lis attentivement le texte pour en extraire les réactifs et leurs masses.
Réactif 2: Dioxygène.
L’enseignant·e explicite son raisonnement. Il ou elle peut recourir à l’alternance linguistique si nécessaire.
j’identifie le (les) produit(s) de la réaction chimique.
M
12 g de carbone réagissent avec 32 g de dioxygène pour produire 44 g de dioxyde de carbone.
Sa masse: 44 g
Masse des réactifs = masse du produit = 44 g
Je lis attentivement le texte pour en extraire les réactifs et leurs masses.
Produit: Dioxyde de carbone.
L’enseignant·e explicite son raisonnement. Il ou elle peut recourir à l’alternance linguistique si nécessaire.
Deuxième étape: Je vais appliquer le modèle moléculaire pour expliquer la conservation de la masse lors de cette réaction chimique.
M
Réactif 1: Carbone.
Réactif 2: Dioxygène.
Produit: Dioxyde de carbone.
Carbone + Dioxygène
Dioxyde de carbone
L’enseignant·e explicite son raisonnement et utilise le tableau. Il ou elle peut utiliser des modèles moléculaires si ceux-ci sont disponibles.
Je dois d’abord reconnaître le symbole de chaque réactif et de chaque produit, puis lui attribuer le modèle moléculaire approprié.
M
Dioxyde de carbone
Carbone
Dioxygène
Symbole
C
Modèle
Symbole
O2
Modèle
Symbole
CO2
Modèle
L’enseignant·e explicite son raisonnement. Il ou elle peut utiliser des modèles moléculaires si ceux-ci sont disponibles.
Maintenant que je connais les modèles moléculaires des réactifs et des produits, je vais exprimer l’équation de la réaction chimique en utilisant ces modèles.
M
Carbone + Dioxygène
Dioxyde de carbone
+
L’enseignant·e explicite son raisonnement. Il ou elle peut utiliser des modèles moléculaires si ceux-ci sont disponibles.
Je vais maintenant montrer que les atomes se conservent en genre et en nombre lors de cette réaction chimique.
M
+
Genre d’atome:
Oxygène ; carbone
carbone
oxygène
Il y a conservation du genre ou type d’atomes lors de cette réaction chimique.
L’enseignant·e explicite son raisonnement. Il ou elle peut recourir à l’alternance linguistique si nécessaire.
Pour faire le bilan de ce que j’ai fait. J’ai tout d’abord fait la différence entre transformation chimique et transformation physique.
M
Nombre de chaque atome:
+
1 C
2 O
2 O +
Il y a conservation du nombre d’atomes lors de cette réaction chimique.
1 C
Pour aider les élèves à comprendre la conservation de la masse, l’enseignant·e peut s’appuyer sur une balance Roberval et sur des modèles moléculaires.
Finalement, je fais la somme des masses des atomes présents dans les réactifs et je la compare avec la somme des masses des atomes présents dans les produits.
M
+
1 C
2 O
2 O +
La masse se conserve lors de cette réaction chimique car les atomes se conservent en genre et en nombre.
1 C
m(C) + 2 m(O)
m(C) + 2 m(O)
=
L’enseignant·e présente le bilan avec une voix claire et un rythme adéquat.
Voici un résumé de ce que Je dois faire pour expliquer la conservation de la masse lors d’une réaction chimique.
M
1.J’identifie les réactifs et les produits et leurs masses pour vérifier la conservation de la masse.
2. J’écris l’équation littérale de la réaction chimique.
3. J’associe à chaque réactif et à chaque produit son symbole chimique ainsi que son modèle moléculaire.
4. Je vérifie que les atomes se conservent en genre et en nombre.
5. Je compare la masse totale des réactifs consommés à la masse totale des produits formés afin de montrer que la masse se conserve.
Pratique collective
10 min
Prenez vos ardoises et écrivez-y votre réponse. Choisissez la proposition correcte.
L’enseignant·e clarifie la question et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.
On réalise la combustion d’un ruban de magnésium dans le dioxygène. Il se forme de l’oxyde de magnésium.
m < 230g
m > 230g
VdC
A
B
Ruban de magnésium Mg
Gaz de dioxygène O2
La masse m affichée par la balance à l’état final est:
m = 230g
B
Oxyde de magnésium MgO
La réaction se fait dans un récipient fermé, donc mémé s’il y a réaction de combustion de magnésium, la masse reste la même.
L’enseignant·e corrige les conceptions erronées des élèves qui peuvent surgir(la masse augmente car il y a formation d’un solide par exemple).
On réalise la combustion d’un ruban de magnésium dans le dioxygène. Il se forme de l’oxyde da magnésium.
m < 230g
m > 230g
A
B
Ruban de magnésium Mg
Gaz de dioxygène O2
La masse m affichée par la balance à l’état finale est:
m = 230g
B
Oxyde de magnésium MgO
Observons maintenant cet exemple de réaction chimique : il s’agit de la combustion de la cire d’une bougie.
L’enseignant·e explique et clarifie la situation et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.
VdC
On réalise la combustion de la cire d’une bougie et on mesure la masse de la bougie à l’état initial et à l’état final:
Etat initial
Etat final
Après combustion
180 g
70 g
Voici les affirmations de trois élèves après avoir bien regardé la situation:
L’enseignant·e clarifie la question et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.
L’affirmation correcte est:
Il n’y a pas conservation de la masse lors de la combustion car 70g < 180g .
A
Il y a conservation de la masse même si 70g < 180g car la balance ne mesure pas les masses des gaz produits par la combustion.
C
Il n’y a pas conservation de la masse lors de la combustion car il n y a pas production d’un solide.
B
Prenons le cas de la corrosion d’une porte en fer dans une ville côtière.
L’enseignant·e corrige les conceptions erronées des élèves qui peuvent surgir(les gaz n’ont pas de masse par exemple).
VdC
L’affirmation correcte est:
Il n y a pas conservation de la masse lors de la combustion car 70g < 180g .
A
Il y a conservation de la masse même si 70g < 180g car la balance ne mesure pas les masses des gaz produits par la combustion.
C
Il n y a pas conservation de la masse lors de la combustion car il n y a pas production d’un solide.
B
Pour expliquer La conservation de la masse lors de la réaction du soufre avec le dioxygène qui produit l’oxyde de soufre , Ahmed propose la réponse suivante:
L’enseignant·e utilise le tableau et clarifie la question et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.
VdC
Soufre + dioxygène Dioxyde de soufre
Equation littérale:
Modèles:
+
Quelle est l’erreur commise par Ahmed?
A inversé réactifs et produits dans l’équation chimique.
A
Le modèle de dioxyde de soufre est faux. C’est
C
Le modèle du soufre est faux. C’est
B
Ahmed a bien écrit l’équation littérale mais il n’a pas bien choisi le modèle de dioxyde de soufre.
L’enseignant·e donne un feedback adéquat et peut recourir à l’alternance linguistique si nécessaire.
Soufre + dioxygène Dioxyde de soufre
Equation littérale:
Modèles:
+
Quelle est l’erreur commis par Ahmed?
A inversé réactifs et produits dans l’équation chimique.
A
Le modèle de dioxyde de soufre est faux. C’est
C
Le modèle du soufre est faux. C’est
B
Après avoir corrigé l’erreur qu’il a commise, Ahmed poursuit sa réponse pour expliquer la conservation de la masse lors de cette réaction chimique. Choisissez les bonnes propositions.
L'enseignant.e désigne au hasard des élèves pour répondre à la question.
VdC
Soufre + dioxygène Dioxyde de soufre
Equation littérale:
Modèles:
+
Il n y a pas conservation des atomes en genre.
A
La masse des réactifs est supérieure à la masse des produits.
C
Il a conservation des atomes en nombre.
B
Il y a conservation des atomes en genre et en nombre et par la suite Il y a conservation de la masse lors de la combustion du soufre.
L’enseignant·e donne un feedback adéquat et peut recourir à l’alternance linguistique si nécessaire.
Soufre + dioxygène Dioxyde de soufre
Equation littérale:
Modèles:
+
Il n y a pas conservation des atomes en genre.
A
La masse des réactifs est supérieure à la masse des produits.
C
Il a conservation des atomes en nombre.
B
Pratique en binôme
15 min
Prenez vos livrets page 40 et travaillez l’exercice 1 individuellement, puis discutez vos réponses en binômes.
PB
L'enseignant.e circule pour superviser le travail des élèves et donner des indications en cas de blocage.
Première étape : j’identifie les réactifs et les produits ainsi que leurs masses, afin de vérifier qu’il y a bien conservation de la masse.
PB
L’enseignant·e désigne un représentant d’un binôme pour passer au tableau et exposer sa réponse tout en la justifiant avant de projeter les réponses.
2 g de Soufre
2 g de dioxygène
4 g de dioxyde de soufre
4 g
Puisque nous avons déjà identifié les réactifs et les produits, donc je peux écrire facilement l’équation littérale.
PB
2.
Réactif 1: Soufre.
Réactif 2: Dioxygène.
Produit: Dioxyde de soufre.
Soufre + Dioxygène
Dioxyde de soufre
Après avoir identifié les réactifs et les produits, je déduis leurs formules chimiques, puis je les modélise à l’aide de modèles moléculaires.
PB
L’enseignant·e désigne un représentant d’un binôme pour passer au tableau et exposer sa réponse tout en la justifiant avant de projeter la réponse..
2.
Soufre + Dioxygène
Dioxyde de soufre
Formule chimique:
S
O2
SO2
Je me base sur les modèles pour vérifier que les atomes se conservent en nature et en nombre, et, par conséquent, que la masse se conserve lors de la réaction chimique.
PB
L’enseignant·e désigne un représentant d’un binôme pour exposer sa réponse tout en la justifiant. Les réponses sont projetées progressivement.
Soufre
Oxygène
Oxygène
1 S
2 O
2 O ; 1 S
m( S) + 2 m(O)
; Soufre
2 m(O) + m( S)
=
Pratique autonome
10min
Prenez vos livrets page 38 et répondez individuellement aux questions de l’exercice 2.
L'enseignant.e circule pour superviser le travail des élèves et donner des indications en cas de blocage pour les élèves en difficulté.
PA
Le temps est terminé. Corrigeons ensemble l’exercice.
L’enseignant·e fait participer les élèves à la correction en leur demandant de présenter leurs réponses et de les justifier.
Temps Écoulé
PA
Faire passer 1 élève pour la correction de chaque question. Associer le reste de la classe au feedback. Identifier les erreurs. Insister sur les étapes à respecter .
A vous! Montrez-moi comment vous avez résolu cet exercice.
PA
2 g (dihydrogène)
16 g (dioxygène)
18 g
18 g (Eau)
Dihydrogène + Dioxygène Eau
Hydrogène
Oxygène
Hydrogène + Oxygène
4 H
2 O
4 H ; 2 O
4 m(H) + 2 m(O) = 4 m(H) + 2 m(O)
5min
Clôture de la séance
C’est la fin de la séance
On arrive à la fin de notre séance. Qui peut me dire ce qu’on a appris à faire ?
C
……………………………………………………………………………………………………………………….
L’enseignant·e fait participer les élèves afin de rappeler la tâche principale.
Nous avons donc appris à expliquer la conservation de la masse lors d’une réaction chimique.
C
Expliquer la conservation de la masse lors d’une réaction chimique.
Ce qu’il faut retenir, c’est que lors d’une transformation chimique, il y a toujours conservation de la masse, que les réactifs et les produits soient à l’état solide, liquide ou gazeux.
C
L’enseignant.e peut revenir sur les activités du modelage, de la pratique en binôme et de la pratique autonome pour rappeler la tâche principale.
C
Et voila ce que Je dois faire pour expliquer la conservation de la masse lors d’une réaction chimique.
1.J’identifie les réactifs et les produits et leurs masses pour vérifier la conservation de la masse.
2. J’écris l’équation littérale de la réaction chimique.
3. J’associe à chaque réactif et à chaque produit son symbole chimique ainsi que son modèle moléculaire.
4. Je vérifie que les atomes se conservent en genre et en nombre.
5. Je compare la masse totale des réactifs consommés à la masse totale des produits formés afin de montrer que la masse se conserve.
Voici le lexique important de cette leçon. Retenez-le!
Faire participer les élèves à la lecture de la carte
Expliquer la conservation de la masse lors d’une réaction chimique.
Ma tâche
Verbes de consigne
Structures pour répondre
MA CARTE LEXICALE
Termes thématiques
C
La masse se conserve lors de la reaction de …….……avec……….. car les atomes se conservent en genre et en nombre.
L’enseignant incite les élèves à réaliser les exercices à la maison et clore la séance.
Voici les exercices à réaliser à la maison.
Exercice 4 page 44 ;
Défi 2 page 45 et défi 8 page 46
Exercice 3, devoir maison page 64
C
A la prochaine séance!