(Les états de la matière professeur ML Pierron)

Niveau 5 ème
Programme
Document du professeur 1/5
NOTIONS-CONTENUS COMPETENCES EXEMPLES D’ACTIVITES
Première approche des états de la Identifier et décrire un état Mise en évidence expérimentale de :
matière.
physique à partir de ses
propriétés.
- la forme propre de l’eau solide
Propriétés spécifiques de chaque
(glace) ;
état physique.
Respecter sur un schéma les - l’absence de forme propre de l’eau
propriétés liées aux états de la liquide comme de tous les autres
matière (horizontalité de la liquides ;
surface d’un liquide…) - l’horizontalité de la surface libre
d’un liquide au repos ;
Citer les trois états physiques de - l’expansibilité et la compressibilité
l’eau (solide, liquide, vapeur). des gaz
Pré requis de l’élève
o Cycle III de l’école primaire : l’élève connaît le nom des différents états de la matière et quelques
propriétés physiques de ces derniers.
o L’eau existe naturellement sur Terre sous les trois états.
Mots-clé
o solide
o liquide
o gaz
o eau
Liste de matériel
Poste élève Références
o Bécher forme haute 100 mL 06675
o Bécher forme haute 400 mL 06677
o Cristallisoir 06562
o Erlenmeyer Col Large 06222
o Bouchons en caoutchouc 07534
o Verre à pied non gradué VO 06798
o Portoir en bois 00022
o Seringue 60 mL 02217
o Tube à essais 08666
Bureau
o Ballon fond plat 06520
o Tube effilé droit 06631
o Tube à essais 08666
o Bouchon avec 1 trou 07502
o Pipette graduée 5 mL 06987
o Verre à pied non gradué VO 06798
Physique - Chimie
Les états de la matière
L’EAU DANS NOTRE ENVIRONNEMENT
Liste de matériel de sécurité
Elève
o Blouse de laboratoire 01085 ou 01086
o Lunettes de protection 12534
Bureau
o Lunettes de protection 12534
o Pipeteur de sûreté 06706
© PIERRON 2006 L’eau dans notre environnement (page 1)

Liste de consommables
Bureau
o Acide éthanoïque TP 019125
o Alcool isoamylique 573980
o Acide sulfurique TP 049980
Document du professeur 2/5
Remarques, astuces
o Au cours de cette séance expérimentale, la matière va révéler aux élèves ses différents états
physiques et quelques propriétés qui y sont attachées. Cette séance peut intervenir très tôt dans
l’année scolaire avant même l’étude du cycle de l’eau afin de familiariser les classes avec les termes
solide, liquide, gazeux.
o Cette séance nécessite l’utilisation d’une verrerie variée, l’élève apprend ainsi le nom des différents
matériels. Ne pas faire de chapitre consacré aux noms de la verrerie.
o Préparation de l’arôme de banane (acétate de méthyle). Placer dans un tube à essais 5 mL d’acide
éthanoïque, 5 mL d’alcool isoamylique et quelques gouttes d’acide sulfurique.
Placer sur le tube à essais un bouchon percé muni du tube en verre. Attendre quelques minutes,
verser alors le contenu du tube à essais dans un verre à pied contenant de l’eau salée. La phase
aqueuse se mélange à l’eau tandis que la phase organique (acétate d’isoamyle) moins dense surnage ;
l’arôme de banane peut alors se répandre dans la salle.
o Il est préférable de réaliser cet arôme avant l’entrée des élèves dans la classe pour qu’ils sentent
l’odeur en entrant. Réalisé en cours, l’odorat des élèves se sature ou s’habitue progressivement et
l’arôme n’est pas bien perçu. A charge pour l’enseignant d’expliquer l’origine de cette odeur au
moment opportun lors de la séance.
o Le liquide contenu dans le bécher 2 est de l’eau avec de la fluorescéine. Cette coloration permet
d’éviter aux élèves de dire que ce contenu est de l’eau afin de :
- Mieux appréhender le terme à trouver : liquide.
- Comprendre que le terme « eau » ne définit pas un état de la matière.
Prolongements
o L’eau extra terrestre en exposé ou en recherche.
o L’eau n’est pas un composé rare en dehors de la Terre. Toutefois, notre planète constitue une
exception par la présence naturelle des 3 états.
o Europe (satellite de Jupiter) fut survolé en 1996 par la sonde Galiléo , les images de sa surface
montrent de véritables icebergs d’une largeur de 30 km « semblant flotter sur un lit d’eau
glacée » (cf Futura-sciences.com). Cette observation permet de supposer la présence d’un océan
liquide sous 100 km de glace.
o Titan satellite de Saturne a été placé sous les feux de l’actualité en début d’année 2005 par la
mission Cassini-Huygens. Cette dernière a jeté un doute sur la présence d’eau sur cette lune où il
était considéré que son sous-sol possédait un océan souterrain d'eau liquide. A l’heure actuelle,
un cycle de méthane semble être l’hypothèse retenue.
o La mission Deep Impact a percuté la comète 9P/Tempel-1 le 4 juillet 2005 : la présence d’eau à sa
surface et dans le noyau a été confirmée.
o La présence d’eau liquide sur mars et son ruissellement est encore aujourd’hui sujet à de
nombreuses controverses. En revanche, les scientifiques s’accordent à dire que l’eau liquide a
réellement existé sur cette planète, ce qu’elle est devenue reste un mystère.
Compétences qu’il est possible d’évaluer
Expérimentales - Respecter les consignes expérimentales lors du contrôle de la mise en
œuvre des manipulations
- Porter une blouse.
- Accepter l’attribution des différents rôles au sein des groupes
- Lire correctement les consignes.
- Travailler debout pendant les manipulations.
- Savoir observer en vue d’une représentation
- Ranger le matériel et nettoyer la paillasse
Théoriques - Réaliser une synthèse des résultats lors de chaque activité.
© PIERRON 2006 L’eau dans notre environnement (page 2)

Nom :
Prénom :
Classe :
Date :
Objectifs : - Montrer que la matière peut se présenter sous différents états.
- Connaître les caractéristiques de chaque état.
- Connaître la verrerie en chimie.
- Observer l’eau sous chacun de ses états.
Activité 1 : Découverte des états de
la matière.
Des échantillons de matière trouvés
dans la salle de classe ont été placés
dans trois béchers.
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Physique - Chimie
Les états de la matière
L’EAU DANS NOTRE ENVIRONNEMENT
TENSION ELECTRIQUE DANS UN
2°) Indiquer le bécher contenant : un liquide : bécher 2
un solide : bécher 1
et que contient le bécher 3 ? Apparemment RIEN !
3°) Le bécher 3. Il s’agit de vérifier que ce bécher contient effectivement une matière.
1°) Observer et décrire le contenu de chaque
bécher :
bécher 1 : une masse marquée
bécher 2 : un liquide jaune
bécher 3 : rien
Pour cela, prendre deux béchers l’un de 400 mL, le second de 100 mL.
Dans le plus grand, verser de l’eau puis le placer dans un cristallisoir.
Coller au fond du plus petit bécher un morceau de papier de brouillon. Retourner ce petit bécher et
l’immerger entièrement dans le plus grand (l’eau de débordement se vide dans le cristallisoir).
Le retirer et toucher le papier.
Comment est le papier ? Le papier est sec bien que le bécher ait été immergé entièrement dans l’eau.
L’eau est-elle entrée dans le petit bécher lorsqu’il était immergé ? L’eau n’est pas entrée dans le bécher.
Comment est-il possible de l’expliquer ? Une matière a empêché l’eau d’entrer dans le bécher.
En dehors du papier que contenait alors le petit bécher ? Le bécher contenait de l’air.
Qu’arrive-t-il si on incline le petit bécher enfoncé verticalement l’ouverture vers le bas dans le
cristallisoir rempli d’eau ? Des bulles d’air s’en échappent
Raye les propositions en italiques qui ne conviennent pas : L’eau est / n’est pas entrée dans le bécher, elle a
/ n'a pas pris la place du gaz « air » contenu dans celui-ci. Ainsi, l’état gazeux est / n’est pas un état de la
matière.
EN CONCLUSION :
La matière qui nous entoure peut se présenter sous trois états ;
elle peut être solide, liquide ou gazeuse.
© PIERRON 2006 L’eau dans notre environnement (page 3)

Activité 2 : Les caractéristiques de l’état solide
1°) Essayer de placer successivement le solide dans différents récipients : verre à pied,
tube à essais, erlenmeyer. Peut-il être placé dans chacun d’eux ? Non
Pour quelle raison ? Ne pouvant pas être déformé, les dimensions de cet objet ne
permettent pas de le placer dans certains récipients.
Document du professeur 4/5
2°) Rayer les expressions incorrectes. Le solide prend / ne prend pas la forme du
récipient qui l’accueille, il a / n’a pas une forme qui lui est propre. Tous les récipients peuvent / ne peuvent pas
l’accueillir.
Activité 3 : Les caractéristiques de l’état liquide
1°) Verser une quantité de liquide dans les différents récipients. Est-ce possible dans chacun d’eux ? Oui.
Si oui, représenter alors au niveau de la flèche la surface du liquide dans ces différents récipients.
2°) Rayer les affirmations incorrectes. Le liquide prend / ne prend pas la forme du récipient qui l’accueille, il a /
n’a pas une forme qui lui est propre. Tous les récipients peuvent / ne peuvent pas l’accueillir.
3°) Le bécher contenant un liquide est penché comme
indiqué ci-contre. Représenter dans chaque cas au niveau de
la flèche, la surface du liquide.
Observations : la surface libre d’un liquide au repos dans un
récipient large est (entourer la bonne réponse):
- plane / courbée / ondulée et - oblique / verticale / horizontale
Activité 4 : Les caractéristiques de l’état gazeux
1°) En entrant, quelle odeur (état gazeux) a empli la salle ? banane .
Comment est-il possible d’expliquer que cette odeur bien que provenant du dispositif situé au bureau puisse être
sentie dans toute la salle ? L’odeur s’est répandue dans toute la classe, le gaz s’est diffusé.
2°) Un petit grain de diiode solide est placé dans un ballon légèrement chauffé. Qu’est-il possible de remarquer
rapidement ? Un gaz coloré se forme et occupe tout le volume du ballon.
3°) De l’air est enfermé dans une seringue bouchée avec le doigt. Est-il possible d’enfoncer le piston ? oui……
Que cela signifie-t-il ? …l’air est compressible………………………………….
Serait-ce possible avec de l’eau au lieu de l’air ? non… Pourquoi ? …l’eau est incompressible…
Rayer les mentions inexactes : Le gaz occupe / n’occupe pas tout l’espace qui lui est offert. Il est / n’est pas
compressible. Il prend / ne prend pas la forme du récipient qui l’accueille, il a / n’a pas une forme propre.
EN CONCLUSION : Réaliser la synthèse des observations, en indiquant OUI dans les cases
correspondantes.
GAZ LIQUIDES SOLIDES
ont une forme particulière OUI
occupent tout l'espace OUI
dans un récipient large, leur surface libre est plane
et horizontale
OUI
sont compressibles OUI
© PIERRON 2006 L’eau dans notre environnement (page 4)

Activité 5 : ET L’EAU ?
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Placer 3 glaçons dans l’erlenmeyer précédent et fermer avec un bouchon. Une quinzaine de minutes est nécessaire
pour réaliser l’observation.
Bouchon
Erlenmeyer
Glaçons
Observations et analyse
1°) Qu’est-il arrivé aux glaçons ? Ils ont fondu.
Au bout d’environ
15 minutes,
compléter les
flèches ci-contre.
Eau
liquide
2°) Quel état de l’eau est apparu dans le récipient au cours de ces 15 minutes ? L’état liquide.
3°) Au cours de cette observation, deux états de l’eau sont mis en évidence. Lesquels ? Solide et liquide sont mis en
évidence au cours de cette observation.
4°) Qu’est-il possible d’observer sur les parois extérieures du récipient ? De la buée
5°) Qu’est-ce que la buée ? Sous quel état se trouve-t-elle ? La buée est de l’eau à l’état liquide.
6°) D’où vient cette eau à l’extérieur du récipient ? Des glaçons – de l’air – de la table
(entourer la réponse correcte)
7°) Sous quel état physique se trouvait cette eau qui s’est déposée ? Solide – Liquide - Gazeux
(entourer la réponse correcte)
EN CONCLUSION.
L’eau peut exister sous trois états, elle peut être solide, liquide ou à l’état de gaz.
© PIERRON 2006 L’eau dans notre environnement (page 5)
Buée