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TP initiation à la mole Situation dans le programme Ce Tp correspond à la partie III, 1.1 du programme de chimie de seconde. Cette activité introduisant la notion de mole, est la première de la dernière partie consacrée à la réaction chimique, elle précède la séquence sur la notion de concentration. Objectifs et principe Ce Tp introduit expérimentalement la notion de quantité de matière. Il est divisé en 2 parties, une première constituée d'activités de réflexion entrecoupées d'activités expérimentales, une seconde plus expérimentale alternant les manipulations avec des questions. La première partie veut faire sentir aux élèves qu'il est fastidieux de compter un par un des petits objets que l'on a en grande quantité (lentilles) et qu'il est possible d'arriver à un décompte plus rapide soit en comptant par paquet, soit par pesée. Une fois le comptage en «groupes» accepté, l'objectif est de montrer que l'on peut appliquer ce principe à l'échelle microscopique, sur des entités qu'on ne voit pas (cas particulier de l'aluminium puis généralisation). On introduit ensuite la masse molaire pour faire un lien entre l'échelle microscopique et celle macroscopique, passer de «l'invisible» à une grandeur mesurable (rejoignant ainsi le comptage par pesée). La deuxième partie utilise cette masse molaire dans différents cas pour manipuler les grandeurs, visualiser concrètement les quantités de matières, guider une réflexion sur les différences entre les EC et sur la nécessité du travail effectué pour manipuler. Il est possible d'effectuer un travail de pré-activation afin d'éviter que les élèves ne soient gênés pendant les deux séances par des problèmes de vocabulaire ou de notions «oubliées». Certaines activités de même style (dans le document d'accompagnement par exemple) cherchent à montrer que le comptage peut se faire en ignorant la nature de l'objet compté ainsi que sa masse propre. L'esprit dans lequel nous avons développé l'activité ci-dessous est complètement différent. L'objet est identifié et sa masse déterminée, de sorte que les élèves prennent conscience que les atomes sont également des entités qui possèdent une masse et que c'est cette masse qui permet, grâce au nombre d'Avogadro, de faire émerger la notion de masse molaire. L'enseignant qui utilise notre activité ne devra donc pas se tromper d'objectif. Principe de chaque activité du TP Activité 1: Comprendre qu'il est délicat de compter de grandes quantités de petits objets, réfléchir sur le comptage en «paquets» Activité 2: Appliquer ce comptage en «paquet» à des objets microscopiques (atomes d'aluminium) (introduction de vocabulaire et de NA) Activité 3: Généralisation à toutes les entités microscopiques. Activité 4: Passage de la quantité de matière à une grandeur mesurable avec la masse molaire atomique. Activité 5: Cas de la masse molaire moléculaire Activité 6: Application au cas des solides, réflexion sur les volumes occupés par deux quantités de matières identiques mais d'EC différentes Activité 7: Application au cas des liquides, utilisation de la masse volumique, réflexion sur les volumes occupés par deux quantités de matières identiques mais d'EC différentes Activité 8: Réflexions sur le passage micro-macro à l'aide de grandeurs mesurables et sur la «taille» de NA Activité 9: Application au cas des gaz, introduction du volume molaire des gaz. Matériel: Balances précises au 0,01g près + coupelles Spatules Lentilles (ou autre légumes sec) Fer en poudre Saccharose Eau distillée Ethanol Eprouvette graduée (20 mL) Soufre en morceaux Cristallisoir Eprouvette graduée (50 mL) + bouchon percé Magnésium en ruban Acide chlorhydrique de concentration c = 1,0 mol.L-1 Gants et de lunettes Correction TP initiation à la mole Proposition de pré-activation (à donner avant la première séance de TP) L'atome d'aluminium 13Al est constitué de 27 nucléons. 1. Quelle est la composition de son noyau? Combien possède-t-il d'électrons? 2. En déduire la masse d'un atome d'aluminium (il faudra chercher des données dans le livre). Rechercher dans un dictionnaire la définition des mots «denrée» et «pinte». Donner deux expressions utilisant chacun de ces mots. Activité 1 Comptage des petits objets On souhaite trouver une réponse approximative mais rapide à la question; «Combien y a-t-il de lentilles dans un sac de lentilles de 500g du commerce» On dispose d'une balance, d'éprouvettes de 25 mL et 250 mL, d'un petit récipient. 1. Proposer plusieurs méthodes permettant de r...