Séance 3 : Soluble-Non soluble Savoir que tous les solides ne sont pas solubles dans l’eau Séance 4 : Les limites de la solubilité
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Séance 4 – Les limites de la solubilitéObjectif : Savoir que la solubilité a des limites (approche qualitative du phénomène de saturation). Matériel : Eau Sel fin Gobelets en plastique transparent Cuillères à café Conte étiologique (voir document joint) : Pourquoi la mer est-elle salée ? (extrait de "365 contes des pourquoi et des comment", Muriel Bloch, Gallimard Jeunesse Giboulées). Déroulement de la séance 1. Situation de départ et questionnement L’enseignant rappelle qu’il est possible de "fabriquer" de l’eau salée en mélangeant du sel et de l’eau puis questionne les élèves sur le fait qu’il puisse exister de l'eau naturellement salée : la mer. Il recueille alors les représentations des élèves sur la question : Pourquoi la mer est-elle salée? Exemples de représentations : La mer est salée à cause de la pollution. Il y a du sel au fond de la mer. Les algues qui contiennent du sel salent l’eau de la mer. Le sel versé sur les routes finit par aller dans la mer. Du sel utilisé sur les bateaux de pêche pour la conservation du poisson tombe dans la mer. La décomposition des cadavres de poissons produit du sel. 2. Lecture d'un conte et débat. A/ Le maître propose la lecture du conte étiologique "Pourquoi la mer est-elle salée" (voir document joint) comme réponse possible à la question. Remarques : - Un conte étiologique est un récit dans lequel un évènement antécédent est relaté comme étant la cause d'une manifestation durable dans la nature. Les 2 éléments constitutifs du récit étiologique sont donc une cause évènementielle passée et une conséquence actuelle réelle et observée. - Problèmes de vocabulaire : Le mot "cellier" n'est pas de la même famille que le mot "sel". Le mot "moulin" peut évoquer chez les élèves le moulin à vent plutôt que le moulin à poivre ou à café. B/ Echange sur la validité de l'explication : la distinction entre récit de fiction et texte documentaire amène à la question : Que pensez-vous de l’explication du texte ? Est-ce un texte scientifique ? Exemples de réactions des élèves : - C'est peut-être une explication simplifiée, pour les enfants. Quand ils seront plus grands, ils pourront comprendre la vraie explication. - C'est un conte car il y a des personnages et des objets magiques : le diable, le moulin. - C'est imaginaire car un moulin qui fait apparaître des choses ne peut pas exister. 3. Nouveau questionnement L'enseignant demande aux élèves ce qui pourra se passer si le moulin continue indéfiniment à moudre du sel. Ceci amène à formuler une nouvelle question : Que va-t-il se passer si l'on rajoute de plus en plus de sel dans une quantité d'eau qui ne change pas ? ou bien Peut-on dissoudre autant de sel que l'on veut dans une quantité d'eau donnée (fixe) ? 4. Hypothèses Les élèves sont alors amenés à formuler des hypothèses sur le comportement du mélange. Exemples : - Si l’on rajoute trop de sel, ça va déborder. - Le sel va se dissoudre dans l'eau mais mettra plus longtemps que s'il y en avait une petite quantité. - Le sel va se dissoudre "normalement" et l'eau deviendra de plus en plus salée (au goût). - Si on rajoute de plus en plus de sel, > il ne se dissoudra pas (il tombera au fond OU il "flottera"en surface) > le sel va "absorber" l'eau. Il n'y aura plus d'eau, il n'y aura plus que du sel. 5. Conception de l'investigation - Un mode de groupement par 2 élèves est bien adapté. - Chaque groupe devra prévoir dans son protocole la façon dont le sel sera mélangé à l'eau (petit à petit) ainsi que la prise de notes pour les observations (tableau,…) Matériel nécessaire : - une quantité d'eau dans un gobelet en plastique transparent (environ 100 ml) - une quantité de sel (environ 50g) - 2 cuillères : une pour doser, l'autre pour remuer. 6. Investigation Remarque : il faut patienter après chaque nouvel ajout de sel pour laisser le temps au sel de se dissoudre. 7. Mise en commun A/ Tous les groupes observent le phénomène de saturation : à partir d’une certaine quantité, le sel ne se dissout plus dans l'eau et se retrouve en dépôt au fond du verre. B/ La saturation n'a pas lieu pour le même nombre de cuillères de sel mélangées à l'eau et l'enseignant doit questionner les élèves sur les écarts observés pour faire émerger les explications : - les groupes n'ont pas tous reçu la même quantité d'eau au départ. - les cuillères de sel sont plus ou moins arasées. Quantités indicatives : - avec une cuillère à café de cuisine : la saturation est observée pour environ 7 c. à café de sel - avec une petite cuillère en plastique : la saturation est observée entre 11 et 14 c. à café de sel. C/ Lien avec une situation de la vie quotidienne. On peut observer ce phénomène de saturation quand on sucre trop son cacao ou son café. On retrouve alors des cristaux de sucre au fond de la tasse. 8. Synthèse et conclusion L’observation du phénomène de saturation permet de confirmer que l’explication proposée dans le conte étiologique n’est pas possible scientifiquement. Conclusion possible : Quand on rajoute de plus en plus de sel dans une quantité d'eau qui ne change pas, le sel finit par ne plus se dissoudre dans l'eau. Le sel qui ne se dissout pas se dépose alors au fond de l’eau. Ce phénomène s'appelle la saturation. Retour à la question de la situation de départ : Pourquoi la mer est-elle salée? 9. Recherche documentaire Un recours à la recherche documentaire est alors nécessaire pour répondre à la question de départ. Pour cela, plusieurs sources sont possibles : 1/ Un album qui propose à la fois une explication fictionnelle et une explication scientifique : "Mais pourquoi la mer est-elle salée?" de Jean-Michel Billioud, France Cayet et Laurence Jammes, Ed. Le petit musc. 2/ Des extraits de sites Internet (voir document joint). 10. Prolongements possibles
Notes pour les enseignants : 1- Extrait de la fiche connaissance n°2 (Document d’application des programmes- CNDP- 2002) La masse d'une substance qui peut être dissoute dans un volume déterminé d'eau est limitée : à une température donnée, lorsque la solution est saturée, si l'on cherche à dissoudre encore plus de substance, elle ne se dissout plus. 2- Autres compléments - L'eau de mer contient en moyenne 35g de sel par litre. - Il y a saturation vers 360g de sel pour 1L d'eau à température ambiante. - L'agitation du mélange ne modifie pas la valeur de la saturation. EVALUATION 1 – Entoure l'expérience qui permet de prouver que l'eau de la casserole est salée.   expérience 1 expérience 2 2 – Explique ton choix …………………………………………………………………………………………………..…………………………........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 2 – Voici quelques mélanges : eau+sucre, eau+terre, eau+farine, eau+sel, eau+poivre
 Pourquoi la mer est-elle salée ?  L'océan contient de nombreux sels, le plus abondant étant le chlorure de sodium (notre sel de cuisine) mais on trouve également du chlorure de magnésium, du sulfate de magnésium ou encore du carbonate de calcium... Remontons dans le temps. Environ 4 milliards d'années en arrière, la Terre connaît une forte activité volcanique qui libère de la vapeur d'eau et d'autres gaz (gaz carbonique, chlore, souffre...). Quelque 100 millions d'années plus tard, la Terre se refroidit et la vapeur d'eau condensée retombe en pluies acides, chargées de gaz carbonique. Cette acidité conduit à une érosion intense des roches de la croûte terrestre, l'eau leur "arrache" leurs sels, transportés jusqu'à l'océan par les fleuves et les rivières. Extrait de : http://www.espace-sciences.org/science/10081-questions-de-sciences/17174-la-nature/17183-generalites/17196-pourquoi-la-mer-est-elle/ [ …] Contrairement aux fleuves et rivières qui s’écoulent continuellement, les mers et océans représentent des étendues d’eau plus stables et sont donc soumis à une plus forte évaporation. Or au cours de l’évaporation, s’élèvent principalement dans l’atmosphère les molécules d’eau. Le sel reste alors dans la mer et au fur et à mesure de l’évaporation qui touche l’ensemble de l’étendue des eaux, sa concentration augmente. C’est le principe même des marais salants qui extraient le sel marin par l’évaporation complète de petites quantités d’eau de mer. Mais au sein des mers et océans un équilibre s’est installé entre l’eau apportée par les cours d’eau et celle qui s’évapore, ce qui rend à peu près stable la salinité de ces éléments à notre échelle. Cependant cette salinité n’est pas uniforme sur l’ensemble des étendues d’eau de notre planète. Certaines mers connaissent une salinité exceptionnelle, la mer Morte par exemple, tandis que d’autres parties d’océan possèdent une eau très peu salée. Les icebergs ont aussi leur part de responsabilité dans la salinité de l’eau, puisqu’ils sont constitués d’eau douce. La fonte de ces derniers à grande échelle pourrait entraîner une modification de la salinité des océans ce qui perturberait aussi les courants océaniques. En effet la quantité de sel dissoute dans l’eau modifie la densité de l’eau, qui est l’un des facteurs importants de la formation des courants. La présence du sel dans les océans est donc apparue au même moment que la formation des océans. Extrait de : http://www.pomms.org/pourquoi-l-eau-de-mer-est-elle-salee--053.html Le sel (ou plutôt les sels) contenus dans l'eau des mers vient des montagnes. Les roches sont formées de multiples minéraux qui, érodés par les neiges et les pluies, sont lentement dissous et transportés dans l'eau des rivières. Il suffit de consulter la composition d'une eau minérale pour y voir la liste de tous les minéraux contenus sous forme de sels. Ne vous avisez pas de boire de l'eau distillée (sans minéraux) ; vous comprendriez rapidement, à vos dépens, que vous avez besoin de sels minéraux. Ces sels finalement s'accumulent et se concentrent dans les mers qui sont donc plus salées que les rivières. La concentration en sel n'augmente cependant pas car, à l'échelle géologique et sur l'ensemble des mers et océans du monde, si les montagnes sont continuellement érodées, l'équilibre est assuré par la formation de nouvelles montagnes. Par contre les mers et lacs intérieurs fermés sont beaucoup plus salés car l'évaporation continuelle de l'eau augmente la concentration des sels (Salt Lake, Mer Morte, Death Valley, Lac Rose, etc.). Extrait de : http://www.pourquois.com/2003/11/pourquoi-la-mer-est-elle-sale.html |
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