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Techniques de séparation des mélanges

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GUIDE DE L’ENSEIGNANT<br />

<strong>Techniques</strong><br />

<strong>de</strong> <strong>séparation</strong><br />

<strong>de</strong>s <strong>mélanges</strong>


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Aperçu<br />

Maintenant que les élèves connaissent le défi que leur lance SILA JEUNESSE et savent comment distinguer les transformations<br />

physiques et chimiques, ils doivent acquérir <strong>de</strong> nouvelles connaissances sur les <strong>mélanges</strong> et les techniques <strong>de</strong> <strong>séparation</strong>. C’est la<br />

<strong>de</strong>rnière étape avant la création <strong>de</strong> leur propre protocole, la tenue <strong>de</strong> leur expérience et la présentation <strong>de</strong> leurs résultats et<br />

recommandations.<br />

Dans cette activité, les élèves étudieront les différences entres les corps purs et les <strong>mélanges</strong>. Ils acquerront une meilleure<br />

compréhension <strong>de</strong> certaines techniques <strong>de</strong> <strong>séparation</strong> comme la filtration et la distillation. Une fois que ces notions leur seront familières,<br />

ils se serviront <strong>de</strong> leurs connaissances pour purifier un faux échantillon d’eau contaminée.<br />

Matière : Science et technologie Niveau : Secondaire 1,1<br />

Mon<strong>de</strong>(s)<br />

Compétences<br />

Mon<strong>de</strong> matériel<br />

Compétences disciplinaires<br />

Composantes<br />

C1 Cherche <strong>de</strong>s réponses ou <strong>de</strong>s solutions à <strong>de</strong>s<br />

problèmes scientifiques ou technologiques.<br />

Cr.3 Mise en œuvre appropriée <strong>de</strong> la marche à suivre<br />

C2 Exploite au maximum ses connaissances en<br />

science et technologie.<br />

Cr.3 Élaboration d’explications ou <strong>de</strong> solutions pertinentes<br />

Page 2


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Connaissances préalables : Science<br />

Connaissances préalables : Mathématiques<br />

Utilisation d’une éprouvette graduée Aucune<br />

Liens avec les<br />

mathématiques<br />

<br />

Aucun<br />

Vocabulaire<br />

Matériel nécessaire<br />

Corps pur<br />

Décantation<br />

Diluer<br />

Distillat<br />

Distillation<br />

Filtrat<br />

Filtration<br />

Immiscible<br />

Insoluble<br />

Mélange hétérogène<br />

Mélange homogène<br />

Purification<br />

Sédimentation<br />

Soluble<br />

Solution<br />

Solvant<br />

Suspension<br />

Turbidité<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Entonnoir <strong>de</strong><br />

filtration<br />

Filtre <strong>de</strong> papier<br />

Statif<br />

Pince<br />

Béchers<br />

Plaque<br />

chauffante<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Échantillon d’eau<br />

contaminée<br />

Flacon<br />

Bouchon <strong>de</strong> caoutchouc<br />

avec ouverture<br />

Granules pour ébullition<br />

Tube <strong>de</strong> verre<br />

Durée<br />

<br />

5 pério<strong>de</strong>s <strong>de</strong> 45 minutes<br />

Étapes<br />

RÉCAPITULATION (<strong>de</strong> 5 à 10 minutes)<br />

LA SITUATION (<strong>de</strong> 5 à 10 minutes)<br />

EXPÉRIENCE (<strong>de</strong> 10 à 15 minutes)<br />

NOTES DIRIGÉES DE L’ENSEIGNANT (<strong>de</strong> 20 à 30 minutes)<br />

EXPÉRIENCE (<strong>de</strong> 45 à 90 minutes)<br />

ANALYSE (30 minutes)<br />

ACTIVITÉ DE RÉFLEXION (<strong>de</strong> 10 à 15 minutes)<br />

QUESTIONS DE RÉVISION (<strong>de</strong> 20 à 25 minutes)<br />

ÉVALUATION<br />

Page 3


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

DÉFINITION DES TERMES<br />

Corps pur<br />

Décantation<br />

Diluer<br />

Distillat<br />

Distillation<br />

Filtrat<br />

Filtration<br />

Immiscible<br />

Insoluble<br />

Mélange hétérogène<br />

Mélange homogène<br />

Purification<br />

Sédimentation<br />

Soluble<br />

Solution<br />

Solvant<br />

Suspension<br />

Turbidité<br />

Corps pur :<br />

Échantillon <strong>de</strong> matière, soit un élément, soit un composé, constitué d’un seul et unique type <strong>de</strong><br />

particules.<br />

Décantation :<br />

Verser un liqui<strong>de</strong> d’un contenant à un autre.<br />

Diluer :<br />

Rendre plus clair, ou moins concentré, en ajoutant un liqui<strong>de</strong> comme <strong>de</strong> l’eau.<br />

Distillation :<br />

Technique <strong>de</strong> purification qui consiste à faire évaporer un liqui<strong>de</strong> puis à le recueillir par la<br />

con<strong>de</strong>nsation.<br />

Distillat :<br />

Un liqui<strong>de</strong> provenant <strong>de</strong> la vapeur qui se con<strong>de</strong>nse lors <strong>de</strong> la distillation.<br />

Filtrat :<br />

Matière, le plus souvent liqui<strong>de</strong>, qui est passée par un filtre.<br />

Filtration :<br />

Action <strong>de</strong> filtrer, procédé qui consiste à faire passer un liqui<strong>de</strong> ou un gaz, comme l’air, par un filtre<br />

pour en enlever les particules soli<strong>de</strong>s.<br />

Mélange hétérogène :<br />

Type <strong>de</strong> mélange dans lequel on peut facilement distinguer les composantes puisque <strong>de</strong>ux phases ou<br />

plus sont présentes.<br />

Mélange homogène :<br />

Type <strong>de</strong> mélange dont la composition est uniforme.<br />

Immiscible :<br />

Deux liqui<strong>de</strong>s ou plus qui ne peuvent pas être mélangés pour former une substance homogène.<br />

Insoluble :<br />

Qui ne peut pas être dissous; incapable <strong>de</strong> former une solution, surtout dans <strong>de</strong> l’eau.<br />

Purification :<br />

Action <strong>de</strong> nettoyer en débarrassant <strong>de</strong>s impuretés.<br />

Sédimentation :<br />

Formation d’un dépôt dans un liqui<strong>de</strong> quand <strong>de</strong>s matières suspendues tombent au fond.<br />

Soluble :<br />

Qui peut être dissous, particulièrement dans un solvant comme l’eau.<br />

Solution :<br />

Mélange homogène <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux substances ou plus.<br />

Solvant :<br />

Substance dans laquelle une autre substance est dissoute pour former une solution.<br />

Suspension :<br />

Mélange dans lequel <strong>de</strong>s petites particules d’une substance sont dispersées dans un gaz ou un liqui<strong>de</strong>.<br />

Si on n’intervient pas dans le processus, les particules finissent par se déposer au fond.<br />

Turbidité :<br />

État d’un liqui<strong>de</strong> où <strong>de</strong>s particules étrangères ou <strong>de</strong>s sédiments sont remués, sont en suspension;<br />

vaseux, trouble.<br />

Page 4


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : <strong>de</strong> 5 à 10 minutes<br />

Changement <strong>de</strong> couleur permanent<br />

Il se forme un gaz<br />

Formation d’un précipité<br />

Il se produit <strong>de</strong> la chaleur ou un éclair <strong>de</strong> lumière<br />

Le but <strong>de</strong> cette partie <strong>de</strong> l’activité est <strong>de</strong> faire travailler les élèves<br />

seuls pour qu’ils trouvent les réponses aux questions. Si les<br />

élèves éprouvent <strong>de</strong>s difficultés, ils peuvent se servir <strong>de</strong> leurs<br />

notes <strong>de</strong>s années précé<strong>de</strong>ntes, <strong>de</strong> leur manuel ou d’autres<br />

sources <strong>de</strong> renseignements.<br />

Une fois que les élèves ont noté leurs réponses, vous pouvez<br />

<strong>de</strong>man<strong>de</strong>r aux élèves ou aux équipes <strong>de</strong> présenter leurs<br />

réponses à la classe.<br />

Il s’agit d’une révision <strong>de</strong> l’activité précé<strong>de</strong>nte sur les<br />

transformations physiques et chimiques.<br />

DEUXIÈME QUESTION. Réponses :<br />

Les réponses se trouvent<br />

sur la page <strong>de</strong> droite.<br />

A. P<br />

B. C<br />

C. P<br />

D. P<br />

E. P<br />

F. C<br />

G. P<br />

H. P<br />

I. C<br />

J. P<br />

Page 5


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : <strong>de</strong> 5 à 10 minutes<br />

Il s’agit d’une introduction aux Notes dirigées <strong>de</strong> l’enseignant.<br />

Avant <strong>de</strong> commencer l’activité, repassez la situation avec les<br />

élèves.<br />

- La dépollution <strong>de</strong>s mines entreprise par le gouvernement<br />

du Québec et Makivik;<br />

- la création <strong>de</strong> Sila Jeunesse pour régler le problème;<br />

- l’échantillon minier qui doit être évalué et traité;<br />

- le rapport que l’élève <strong>de</strong>vra rédiger;<br />

- ce que les élèves ont découvert au cours <strong>de</strong> leur <strong>de</strong>rnière<br />

activité sur les transformations physiques et chimiques.<br />

Une fois que c’est fait, présentez La situation aux élèves.<br />

Au moment <strong>de</strong> présenter la situation à la classe, vous pouvez<br />

utiliser diverses tactiques. Voici quelques exemples :<br />

- Lisez les histoires et les questions aux élèves, une à la<br />

fois.<br />

- Deman<strong>de</strong>z aux élèves <strong>de</strong> lire les histoires en silence.<br />

- Deman<strong>de</strong>z aux élèves <strong>de</strong> lire les histoires en silence<br />

avant <strong>de</strong> se mettre en équipe <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux puis d’expliquer les<br />

histoires à leur coéquipier ou coéquipière.<br />

- Deman<strong>de</strong>z aux élèves <strong>de</strong> lire en chœur.<br />

L’idéal est <strong>de</strong> faire appel à plus d’une métho<strong>de</strong>. Vous pouvez<br />

aussi utiliser d’autres stratégies relatives à l’apprentissage <strong>de</strong> la<br />

langue secon<strong>de</strong>.<br />

Page 6


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : <strong>de</strong> 10 à 15 minutes<br />

Prélu<strong>de</strong> aux expériences à venir.<br />

L’enseignant lit aux élèves les paragraphes intitulés J’observe.<br />

Pour que ce soit plus spectaculaire, l’enseignant peut préparer<br />

divers types <strong>de</strong> <strong>mélanges</strong> pour montrer la différence entre<br />

« homogène » et « hétérogène » (un batteur pour un mélange à<br />

gâteau, <strong>de</strong> l’huile et du vinaigre, <strong>de</strong> la soupe, <strong>de</strong> la sala<strong>de</strong>, etc.)<br />

Plus c’est visuel et concret, plus les élèves retiennent les notions<br />

enseignées.<br />

C’est sûrement le moment idéal pour réviser les termes du Mur<br />

<strong>de</strong> vocabulaire et <strong>de</strong>s notes supplémentaires sur les techniques<br />

<strong>de</strong> <strong>séparation</strong>.<br />

Si possible, faites la démonstration <strong>de</strong> chacune <strong>de</strong>s techniques<br />

<strong>de</strong> <strong>séparation</strong> en rappelant les bons termes pour le matériel <strong>de</strong><br />

laboratoire et en insistant sur les métho<strong>de</strong>s appropriées pour<br />

installer les appareils.<br />

Page 7


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : suite <strong>de</strong> la partie précé<strong>de</strong>nte<br />

L’enseignant lit aux élèves les paragraphes intitulés Je formule<br />

une question <strong>de</strong> recherche et Je définis les variables.<br />

Pour ai<strong>de</strong>r les élèves à noter leurs résultats, lisez et expliquez la<br />

liste <strong>de</strong> contrôle (à la page 13 du Cahier <strong>de</strong> l’élève) pour qu’ils<br />

sachent exactement comment répondre et colliger les résultats.<br />

Il faut compter <strong>de</strong> une à <strong>de</strong>ux pério<strong>de</strong>s pour faire les<br />

expériences. Vous pouvez les regrouper en <strong>de</strong>ux laboratoires<br />

courts pour qu’elles puissent se faire en 45 minutes, soit la<br />

durée d’une pério<strong>de</strong>.<br />

Les élèves peuvent faire ces activités <strong>de</strong> laboratoire seuls ou en<br />

équipes. Si vous faites travailler les élèves seuls, il faudra<br />

beaucoup plus <strong>de</strong> matériel.<br />

Pour chacune <strong>de</strong>s activités <strong>de</strong> laboratoire, l’enseignant doit<br />

encourager les élèves à lire les instructions avant d’entreprendre<br />

une expérience. Pour éviter la confusion, menez une seule<br />

expérience à la fois.<br />

Vous pouvez maintenant dicter les Notes dirigées <strong>de</strong><br />

l’enseignant.<br />

Page 8


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : <strong>de</strong> 20 à 30 minutes<br />

Corps pur<br />

MATIÈRE<br />

Hétérogène<br />

Mélange<br />

Homogène<br />

L’enseignant doit d’abord <strong>de</strong>man<strong>de</strong>r aux élèves <strong>de</strong> remplir les<br />

cases <strong>de</strong> l’organigramme sur les corps purs et les <strong>mélanges</strong>.<br />

L’exercice peut être plus interactif; l’enseignant n’a qu’à fournir<br />

une liste <strong>de</strong> mots à la classe qui <strong>de</strong>vra remplir les cases vi<strong>de</strong>s.<br />

Les élèves peuvent présenter leurs réponses à la classe à la fin<br />

<strong>de</strong> l’exercice.<br />

Homogène<br />

Hétérogène<br />

Avant <strong>de</strong> nommer les <strong>de</strong>ux <strong>de</strong>ssins représentant les particules,<br />

l’enseignant doit rappeler les définitions d’homo et d’hétéro. Une<br />

fois que c’est fait, l’enseignant laisse les élèves tenter <strong>de</strong> <strong>de</strong>viner<br />

quel récipient contient quelle sorte <strong>de</strong> particules.<br />

Mot d’origine grecque qui signifie « le même ».<br />

Mot d’origine grecque qui signifie « autre ».<br />

Si l’enseignant prend divers types <strong>de</strong> solutions comme<br />

exemples, ce serait le moment d’utiliser <strong>de</strong>s échantillons pour<br />

montrer les différences visuellement.<br />

Le document « Corps purs, <strong>mélanges</strong> et techniques <strong>de</strong><br />

<strong>séparation</strong> » approfondit tous les sujets vus dans les Notes<br />

dirigées <strong>de</strong> l’enseignant.<br />

Page 9


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Un mélange<br />

Échantillon <strong>de</strong> matière, soit un<br />

élément, soit un composé,<br />

constitué d’un seul et unique type<br />

<strong>de</strong> particules.<br />

Hétérogène<br />

Mélange dont la composition est<br />

uniforme. Le mélange contient <strong>de</strong><br />

nombreuses particules, mais on ne<br />

peut pas les distinguer.<br />

Un corps pur<br />

Homogène<br />

Type <strong>de</strong> mélange dans lequel on<br />

peut facilement distinguer les<br />

composantes puisque <strong>de</strong>ux phases<br />

ou plus sont présentes.<br />

Durée : suite <strong>de</strong> la partie précé<strong>de</strong>nte<br />

Corps purs :<br />

Pour enseigner la matière sur les corps purs, faites<br />

référence au tableau périodique <strong>de</strong>s éléments.<br />

L’eau distillée est un exemple <strong>de</strong> corps pur renfermant<br />

<strong>de</strong>ux particules ou plus.<br />

o Démonstration type <strong>de</strong>s propriétés comparées <strong>de</strong><br />

l’eau du robinet et <strong>de</strong> l’eau distillée.<br />

Eau distillée<br />

pH <strong>de</strong> 7<br />

Densité <strong>de</strong> 1 g/ml<br />

Ne conduit pas l’électricité<br />

Eau du robinet<br />

pH <strong>de</strong> 6 à 8,5<br />

Densité <strong>de</strong> 0,99999 g/ml<br />

Mauvais conducteur d’électricité<br />

Mélanges homogènes :<br />

Démontrer comment le sel ou le sucre se dissolvent<br />

facilement dans l’eau et créent un mélange homogène.<br />

Utilisez cette solution eau-sel pour expliquer les termes<br />

soluble, solvant et solution. (Montrer la solubilité)<br />

Conserver la solution lors <strong>de</strong> la démonstration <strong>de</strong> la<br />

distillation (le sel et l’eau se séparent et <strong>de</strong>viennent <strong>de</strong>ux<br />

types <strong>de</strong> particules distincts).<br />

Mélanges hétérogènes :<br />

Démontrer comment le sable et l’eau ne peuvent pas se<br />

dissoudre facilement dans l’eau et créent un mélange<br />

hétérogène.<br />

Utiliser ce mélange <strong>de</strong> sable et d’eau pour démontrer la<br />

notion d’insoluble.<br />

Utiliser l’huile et l’eau ou l’huile et le vinaigre pour<br />

démontrer la notion d’immiscible.<br />

Page 10


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : suite <strong>de</strong> la partie précé<strong>de</strong>nte<br />

Quand <strong>de</strong>s substances soli<strong>de</strong>s qui<br />

sont plus lour<strong>de</strong>s que les particules<br />

d’eau se déposent ou s’accumulent<br />

au fond d’un contenant, elles<br />

forment un sédiment.<br />

Verser un liqui<strong>de</strong> d’un contenant à<br />

un autre.<br />

La sédimentation : Lentement mais sûrement<br />

• Quand <strong>de</strong>s substances soli<strong>de</strong>s qui sont plus lour<strong>de</strong>s que<br />

les particules d’eau se déposent ou s’accumulent au fond<br />

d’un contenant, elles forment un sédiment.<br />

• Par ex. : Jus d’orange, vinaigrette, sable et eau <strong>de</strong> mer<br />

Sédimentation :<br />

Démontrer la sédimentation à l’ai<strong>de</strong> d’un mélange <strong>de</strong><br />

sable et d’eau.<br />

Mettre ce mélange dans un contenant. Agitez-le et<br />

observez le sable (le sédiment) se déposer au fond du<br />

contenant.<br />

Répétez l’expérience avec <strong>de</strong> l’huile et <strong>de</strong> l’eau ou <strong>de</strong><br />

l’huile et du vinaigre.<br />

La décantation : D’un contenant à un autre<br />

• Souvent utilisée après la sédimentation.<br />

• On peut séparer en substances distinctes un mélange<br />

hétérogène qui est formé <strong>de</strong> couches.<br />

Décantation :<br />

Quand on transvase la solution d’un contenant à un autre,<br />

il faut veiller à ne pas agiter les sédiments.<br />

Une baguette <strong>de</strong> verre peut ai<strong>de</strong>r à décanter.<br />

Page 11


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : suite <strong>de</strong> la partie précé<strong>de</strong>nte<br />

Action <strong>de</strong> filtrer, procédé qui<br />

consiste à faire passer un liqui<strong>de</strong><br />

ou un gaz, comme l’air, par un<br />

filtre pour en enlever les<br />

particules soli<strong>de</strong>s.<br />

Technique <strong>de</strong> purification qui<br />

consiste à faire évaporer un<br />

liqui<strong>de</strong> puis à le recueillir par la<br />

con<strong>de</strong>nsation.<br />

Toute note que l’enseignant juge<br />

utile.<br />

La filtration : Rapi<strong>de</strong> et efficace<br />

• Sépare différentes substances d’un<br />

mélange hétérogène à l’ai<strong>de</strong> d’un<br />

élément qui constitue une barrière.<br />

(Par ex. : un filtre <strong>de</strong> papier.)<br />

• Par ex. : Aspirateur.<br />

Filtration :<br />

Démontrer la bonne métho<strong>de</strong> pour plier<br />

le filtre <strong>de</strong> papier et le faire entrer dans<br />

l’entonnoir.<br />

Vous pouvez vous servir <strong>de</strong> jus<br />

d’orange avec pulpe ou <strong>de</strong> grains <strong>de</strong> café (un percolateur).<br />

La distillation : Séparer ce qui est invisible<br />

• Utilise le point d’ébullition d’une substance.<br />

• L’eau bouillante se con<strong>de</strong>nse et est recueillie dans un autre appareil.<br />

• L’eau pure obtenue est appelée « distillat ».<br />

• Les particules soli<strong>de</strong>s qui restent dans le contenant <strong>de</strong> départ sont<br />

appelées « résidus ».<br />

Distillation : (Utiliser la solution sel-eau)<br />

Au cours <strong>de</strong> la démonstration sur la distillation, il est très important <strong>de</strong><br />

rappeler les règles <strong>de</strong> maniement sécuritaire du matériel.<br />

Baissez l’intensité quand le niveau <strong>de</strong> l’eau baisse. Si on attend trop<br />

longtemps, le sel brûle au fond du flacon.<br />

Repassez les états <strong>de</strong> la matière :<br />

o L’eau dans la solution atteint le point d’ébullition, se transforme<br />

en vapeur (gaz) puis refroidit et passe par le tuyau <strong>de</strong><br />

caoutchouc et re<strong>de</strong>vient <strong>de</strong> l’eau dans le bécher d’accumulation.<br />

Au cours <strong>de</strong> la démonstration, révisez les termes comme distillat,<br />

résidus, etc.<br />

Page 12


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : <strong>de</strong> 45 à 90 minutes<br />

Première expérience : la filtration<br />

Avant <strong>de</strong> commencer l’expérience, parlez <strong>de</strong>s propriétés du<br />

mélange « eau contaminée » (remplir le tableau d’après les<br />

résultats).<br />

Page 13<br />

- Revoir les termes vus dans le tableau <strong>de</strong>s résultats<br />

(par ex. : turbidité).<br />

- Écrire au tableau quelques bonnes réponses pour ai<strong>de</strong>r<br />

les élèves à remplir le tableau <strong>de</strong>s résultats.<br />

Rappelez aux élèves <strong>de</strong> conserver le filtrat et <strong>de</strong> noter leurs<br />

observations sur le tableau <strong>de</strong>s résultats avant <strong>de</strong> passer à la<br />

<strong>de</strong>uxième expérience.<br />

L’échantillon d’eau contaminée peut être préparé <strong>de</strong> diverses<br />

façons. Voici une métho<strong>de</strong> simple : dissoudre <strong>de</strong> 10 à<br />

15 grammes <strong>de</strong> sel <strong>de</strong> table dans 100 ml d’eau du robinet et<br />

ajouter environ 25 ml <strong>de</strong> sable. De nombreuses autres solutions<br />

sont possibles. L’enseignant peut préparer la solution <strong>de</strong> son<br />

choix à condition que le mélange puisse être séparé par la<br />

filtration et la distillation. Vous pouvez remplacer le sable par <strong>de</strong>s<br />

flocons d’avoine ou ajouter ces <strong>de</strong>rniers au sable.<br />

Pour les élèves plus avancés, ajoutez <strong>de</strong> l’huile à l’échantillon<br />

d’eau contaminée pour pouvoir ajouter une étape <strong>de</strong><br />

décantation.


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : suite <strong>de</strong> la partie précé<strong>de</strong>nte<br />

Deuxième expérience : La distillation<br />

Les élèves se serviront du filtrat <strong>de</strong> la première expérience. Vous<br />

pouvez réfrigérer les échantillons si le laboratoire s’étend sur<br />

plusieurs jours.<br />

Granules pour ébullition<br />

- Les granules pour ébullition sont <strong>de</strong><br />

petites pierres <strong>de</strong> forme irrégulière<br />

qu’on ajoute aux liqui<strong>de</strong>s pour les<br />

faire bouillir plus facilement. Sans les<br />

granules, un liqui<strong>de</strong>, qu’on fait<br />

chauffer dans un contenant lisse, peut<br />

surchauffer et libérer <strong>de</strong> la vapeur soudainement, parfois<br />

violemment. Cette bulle <strong>de</strong> gaz soudaine peut faire jaillir la<br />

solution et les réactifs du contenant; causer <strong>de</strong>s brûlures<br />

sévères; gâcher une expérience ou faire un dégât, tout<br />

simplement. Ces granules sont généralement composées<br />

d’une matière poreuse, comme l’alumine, le carbonate <strong>de</strong><br />

calcium, la porcelaine ou le carbone, et sont recouvertes<br />

d’une matière non réactive comme le polytétrafluoroéthylène<br />

(Teflon).<br />

Rappelez aux élèves <strong>de</strong> remplir le tableau <strong>de</strong>s résultats avant la<br />

distillation et après la distillation.<br />

Page 14


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : suite <strong>de</strong> la partie précé<strong>de</strong>nte<br />

Première expérience : la filtration<br />

Les résultats peuvent varier légèrement selon la fraîcheur du<br />

mélange « d’eau contaminée ». Plus longtemps les flocons<br />

d’avoine ont trempé, mieux c’est.<br />

Propriétés Avant la filtration Après la filtration<br />

Couleur <strong>de</strong> la solution Trouble/Blanche Moins trouble<br />

Turbidité<br />

(élevée ou basse)<br />

Présence <strong>de</strong><br />

particules en<br />

suspension<br />

Élevée<br />

Grand nombre<br />

<strong>de</strong> particules<br />

Deuxième expérience : la distillation<br />

Basse<br />

Peu ou pas <strong>de</strong><br />

particules<br />

À titre d’enrichissement, les élèves peuvent analyser les propriétés<br />

du distillat (pour les comparer avec les propriétés <strong>de</strong> l’eau).<br />

Propriétés Avant la distillation Après la distillation<br />

Couleur <strong>de</strong> la<br />

solution<br />

Légèrement trouble Transparente/Claire<br />

Turbidité<br />

(élevée ou basse)<br />

Basse<br />

Basse/Nulle<br />

Présence <strong>de</strong><br />

Peu ou pas <strong>de</strong><br />

particules en<br />

particules<br />

suspension<br />

Aucune particule<br />

Page 15


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : 30 minutes<br />

L’eau n’est pas pure. Elle est débarrassée <strong>de</strong>s<br />

sédiments seulement (soli<strong>de</strong>s). On peut<br />

toujours voir <strong>de</strong> petites particules dans<br />

l’échantillon.<br />

L’eau est pure. Le reste du soluté est <strong>de</strong>meuré<br />

dans le flacon. Seule l’eau s’est évaporée et a<br />

été recueillie dans le bécher.<br />

Les élèves peuvent répondre à ces questions seuls ou en<br />

équipes.<br />

À titre d’enrichissement ou d’exercice <strong>de</strong> classe, testez les<br />

explications proposées dans les questions d’analyse.<br />

À titre d’enrichissement, écrivez sur le tableau la question<br />

suivante et <strong>de</strong>man<strong>de</strong>z aux élèves d’y répondre en faisant <strong>de</strong>s<br />

recherches ou en donnant une opinion détaillée.<br />

« Peut-on faire <strong>de</strong> la distillation à gran<strong>de</strong> échelle (c’est-àdire<br />

dans un lac ou une rivière) ? »<br />

La filtration<br />

La distillation<br />

Page 16


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : <strong>de</strong> 10 à 15 minutes<br />

Vous pouvez donner cet exercice en <strong>de</strong>voir si le temps alloué à<br />

l’exercice en classe ne permet pas <strong>de</strong> le terminer.<br />

Les élèves doivent répondre à ces questions <strong>de</strong> façon<br />

individuelle.<br />

RÉPONSES :<br />

a. Je crois que la meilleure métho<strong>de</strong> pour enlever <strong>de</strong> grosses<br />

particules flottantes est la ___FILTRATION_____<br />

(sédimentation, filtration, décantation, distillation). Ces<br />

particules sont dites __INSOLUBLES____ (insolubles,<br />

solubles, immiscibles, en suspension).<br />

b. La___DISTILLATION____ (sédimentation, filtration,<br />

décantation, distillation) peut éliminer <strong>de</strong>s particules<br />

invisibles. Ces particules sont dites___EN__<br />

_SUSPENSION_ (insolubles, solubles, immiscibles, en<br />

suspension) dans l’eau.<br />

c. Par exemple : On peut séparer la pulpe du jus d’orange et<br />

les épices d’une vinaigrette italienne à l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> la<br />

___FILTRATION____ (sédimentation, filtration,<br />

décantation, distillation).<br />

d. On peut séparer le sucre du sirop d’érable et les minéraux<br />

<strong>de</strong> l’eau <strong>de</strong> mer à l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> la ___DISTILLATION____<br />

(sédimentation, filtration, décantation, distillation).<br />

Page 17


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : <strong>de</strong> 20 à 25 minutes<br />

Vous pouvez donner cet exercice en <strong>de</strong>voir si le temps alloué à<br />

l’exercice en classe ne permet pas <strong>de</strong> le terminer.<br />

Les élèves doivent répondre à ces questions <strong>de</strong> façon<br />

individuelle.<br />

RÉPONSES :<br />

1. D<br />

2. A<br />

3. B<br />

4. C<br />

Page 18


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Stratégie d’enseignement :<br />

Durée : suite <strong>de</strong> la partie précé<strong>de</strong>nte<br />

RÉPONSES :<br />

1. G<br />

2. D<br />

3. E<br />

4. B<br />

5. A<br />

6. F<br />

7. C<br />

8. H<br />

9. K<br />

10. J<br />

Page 19


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Ressources<br />

Documents Vidéos Autre<br />

Notes en Word ou PDF sur les « Corps purs,<br />

<strong>mélanges</strong> et techniques <strong>de</strong> <strong>séparation</strong> »<br />

Aucune<br />

Aucun<br />

Manuel d’exploration Manuel d’observation AUTRE<br />

A<br />

B<br />

197-205 195-201 9-21 Sans objet<br />

Apprentissage<br />

facilité<br />

Leçon 3 – Sujet 1<br />

Lecture facultatives /<br />

Ressources<br />

supplémentaires<br />

<br />

Divers manuels scolaires scientifiques<br />

Hyperliens Wikipédia :<br />

http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page<br />

http://fr.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:Accueil_principal<br />

Évaluation Vous trouverez une partie « évaluation » à la fin <strong>de</strong> ce livret. Une feuille d’évaluation additionnelle<br />

est aussi fournie pour cette activité et comprend une autoévaluation par les élèves.<br />

Activité précé<strong>de</strong>nte :<br />

<strong>Techniques</strong> <strong>de</strong> <strong>séparation</strong> <strong>de</strong>s <strong>mélanges</strong><br />

Activité<br />

suivante :<br />

La dépollution <strong>de</strong>s mines<br />

Page 20


TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Organigramme <strong>de</strong>s activités pour la SAE La dépollution <strong>de</strong>s mines BLOC B :<br />

Transformations<br />

physiques et<br />

chimiques<br />

<strong>Techniques</strong> <strong>de</strong><br />

<strong>séparation</strong> <strong>de</strong>s<br />

<strong>mélanges</strong><br />

La dépollution<br />

<strong>de</strong>s mines<br />

Page 21


Traces<br />

PREMIÈRE COMPÉTENCE<br />

Cherche <strong>de</strong>s réponses ou <strong>de</strong>s solutions<br />

à <strong>de</strong>s problèmes<br />

scientifiques ou technologiques<br />

Traces<br />

Notes <strong>de</strong><br />

l’enseignant<br />

Observables<br />

Note pour<br />

les critères<br />

Moyenne<br />

pour la<br />

compétence<br />

TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Évaluation :<br />

Compétences<br />

et critères d’évaluation<br />

5 4 3 2 1<br />

Cr.3 Mise en œuvre appropriée <strong>de</strong> la marche à suivre<br />

L’élève respecte<br />

les règles <strong>de</strong> sécurité<br />

Respecte toujours les<br />

règles <strong>de</strong> sécurité sans<br />

qu’on le lui <strong>de</strong>man<strong>de</strong>.<br />

Respecte volontiers les<br />

règles <strong>de</strong> sécurité la plupart<br />

du temps. Il faut lui<br />

rappeler <strong>de</strong>s détails<br />

mineurs comme s’attacher<br />

les cheveux.<br />

Respecte les règles <strong>de</strong><br />

sécurité la plupart du<br />

temps. Il faut les lui<br />

rappeler une seule fois.<br />

Respecte les règles <strong>de</strong><br />

sécurité seulement<br />

lorsque<br />

le professeur<br />

le lui <strong>de</strong>man<strong>de</strong> plusieurs<br />

fois (plus <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux fois).<br />

Ne respecte pas<br />

du tout les règles<br />

<strong>de</strong> sécurité.<br />

L’élève fait <strong>de</strong>s<br />

observations utiles.<br />

Table <strong>de</strong> données,<br />

Cahier <strong>de</strong> l’élève, p. 13<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit les<br />

six cases correctement.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit <strong>de</strong><br />

quatre à cinq cases<br />

correctement.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit trois<br />

cases correctement.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />

l’enseignant, remplit les<br />

six cases correctement.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit <strong>de</strong>ux<br />

cases correctement.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />

l’enseignant, remplit <strong>de</strong><br />

trois à cinq cases<br />

correctement.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit une<br />

case correctement.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />

l’enseignant, remplit<br />

d’une à <strong>de</strong>ux cases<br />

correctement.<br />

L’élève fait <strong>de</strong>s<br />

observations utiles.<br />

Table <strong>de</strong> données,<br />

<strong>de</strong>uxième expérience,<br />

Cahier <strong>de</strong> l’élève, p. 13<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit les<br />

six cases correctement.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit <strong>de</strong><br />

quatre à cinq cases<br />

correctement.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit trois<br />

cases correctement.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />

l’enseignant, remplit les<br />

six cases correctement.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit <strong>de</strong>ux<br />

cases correctement.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />

l’enseignant, remplit <strong>de</strong><br />

trois à cinq cases<br />

correctement.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et remplit une<br />

case correctement.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />

l’enseignant, remplit d’une<br />

à <strong>de</strong>ux cases correctement.<br />

Page 22


Traces<br />

DEUXIÈME COMPÉTENCE<br />

Exploite au maximum ses connaissances<br />

en science et technologie<br />

Traces<br />

Traces<br />

Traces<br />

Observables<br />

Note pour<br />

les critères<br />

Moyenne pour<br />

la compétence<br />

TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Évaluation :<br />

Compétences<br />

et critères d’évaluation<br />

5 4 3 2 1<br />

Cr.3 Élaboration d’explications ou <strong>de</strong> solutions pertinentes<br />

L’élève formule <strong>de</strong>s explications ou<br />

<strong>de</strong>s solutions correctes, utiles et<br />

complètes : Crois-tu que le filtrat<br />

est maintenant <strong>de</strong> l’eau pure ?,<br />

Cahier <strong>de</strong> l’élève, p. 14.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et mentionne les<br />

trois points suivants :<br />

- L’eau (ou échantillon) n’est pas pure<br />

- Seuls les soli<strong>de</strong>s (les sédiments) ont été enlevés<br />

- Il reste quelques petites particules.<br />

Il n’y a pas <strong>de</strong> niveau 4 ici.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et<br />

mentionne <strong>de</strong>ux <strong>de</strong>s trois<br />

points.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à mentionner les trois<br />

points.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et<br />

mentionne un <strong>de</strong>s trois points.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à mentionner <strong>de</strong>ux <strong>de</strong>s<br />

trois points.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et<br />

donne une réponse en rapport<br />

avec la situation.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à mentionner un <strong>de</strong>s<br />

trois points.<br />

L’élève formule <strong>de</strong>s explications ou<br />

<strong>de</strong>s solutions correctes, utiles et<br />

complètes : Crois-tu que le distillat<br />

est maintenant <strong>de</strong> l’eau pure ?,<br />

Cahier <strong>de</strong> l’élève, p. 14.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et mentionne les<br />

trois points suivants :<br />

- L’eau (ou échantillon) est pure<br />

- Il ne reste que le soluté dans le flacon<br />

- Seule l’eau a disparu du filtrat (par<br />

évaporation).<br />

Il n’y a pas <strong>de</strong> niveau 4 ici.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et<br />

mentionne <strong>de</strong>ux <strong>de</strong>s trois<br />

points.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à mentionner les trois<br />

points.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et<br />

mentionne un <strong>de</strong>s trois points.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à mentionner <strong>de</strong>ux <strong>de</strong>s<br />

trois points.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et<br />

donne une réponse en rapport<br />

avec la situation.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à mentionner un <strong>de</strong>s<br />

trois points.<br />

L’élève formule <strong>de</strong>s explications ou<br />

<strong>de</strong>s solutions correctes, utiles et<br />

complètes : Quelles sont les <strong>de</strong>ux<br />

techniques <strong>de</strong> <strong>séparation</strong>…, Cahier<br />

<strong>de</strong> l’élève, p. 14.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et mentionne les<br />

<strong>de</strong>ux techniques : la filtration et la distillation.<br />

Il n’y a pas <strong>de</strong> niveau 4 ici.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et arrive à mentionner soit la<br />

filtration, soit la distillation. Il n’y a pas <strong>de</strong> niveau 2 ici.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant, arrive à mentionner les <strong>de</strong>ux<br />

techniques : la filtration et la distillation.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome et<br />

donne une réponse non<br />

pertinente, mais en rapport<br />

avec la situation.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à mentionner soit la<br />

filtration, soit la distillation.<br />

L’élève formule <strong>de</strong>s explications ou<br />

<strong>de</strong>s solutions correctes, utiles et<br />

complètes : Questions <strong>de</strong> A à D à la<br />

p. 15 du Cahier <strong>de</strong> l’élève.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et donne six<br />

bonnes réponses.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon<br />

autonome et donne<br />

cinq bonnes<br />

réponses.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome<br />

et donne trois ou quatre bonnes<br />

réponses.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à donner six bonnes<br />

réponses.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome<br />

et donne <strong>de</strong>ux bonnes<br />

réponses.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à donner <strong>de</strong> trois à cinq<br />

bonnes réponses.<br />

Travaille <strong>de</strong> façon autonome<br />

et donne une seule bonne<br />

réponse.<br />

OU<br />

Avec l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’enseignant,<br />

arrive à donner une ou <strong>de</strong>ux<br />

bonnes réponses.<br />

Page 23


Notes <strong>de</strong><br />

l’enseignant<br />

AUTRE<br />

Notes <strong>de</strong><br />

l’enseignant<br />

et traces<br />

Observables<br />

Note pour<br />

les critères<br />

Moyenne pour<br />

la compétence<br />

TECHNIQUES DE SÉPARATION DES MÉLANGES<br />

Évaluation :<br />

Compétences<br />

et critères d’évaluation<br />

5 4 3 2 1<br />

L’élève utilise un<br />

vocabulaire approprié<br />

Utilise un vocabulaire<br />

soigné qui peut même<br />

dépasser les attentes.<br />

Tout le<br />

vocabulaire utilisé<br />

est approprié.<br />

Le vocabulaire<br />

utilisé est en gran<strong>de</strong><br />

partie approprié.<br />

L’élève utilise<br />

un vocabulaire<br />

quelque peu<br />

approprié.<br />

L’élève ne note rien<br />

et n’utilise pas<br />

un vocabulaire approprié.<br />

Travail d’équipe<br />

Sa participation est<br />

essentielle au bon<br />

fonctionnement <strong>de</strong><br />

l’équipe.<br />

L’élève s’assure que<br />

tous ses coéquipiers<br />

contribuent.<br />

Contribue <strong>de</strong><br />

façon positive au<br />

travail <strong>de</strong><br />

l’équipe.<br />

Sa participation est<br />

jugée fonctionnelle<br />

et adéquate.<br />

Sa participation au<br />

sein <strong>de</strong> l’équipe est<br />

limitée et forcée.<br />

Refuse <strong>de</strong> communiquer ou<br />

<strong>de</strong> travailler en équipe.<br />

Page 24

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