Techniques de séparation des mélanges
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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