LA SCIENCE EN COINCANT LA BULLE
Mailena RüNCIN Professeur de Biologie
V?~:i la.r:lati?n d'u~e séquence pédagogique entièrement originale. deJa experlmente depuls 4 ans sur 8 classes de 4ème et une classe de 1ère au Lycée François Villon â Paris XIVème.
Objectifs:
- utiliser le vécu dE' tous les jours, - favoriser l'acquisition d'images mentales,
- mettre en place les concepts du cycle du carbone et du
recyclage du COZ'
La manipulation de bouteilles de coca-cola froides et tièdes permet à de jeunes élèves de découvrir eux-mêmes 3 lois de physique régissant la solubilité et le dégazage des bulles dans un liquide,
Tous les "débordements· sont permis. Cette séquence se passe en extérieur pour les problèmes de nettoyage quand le liquide gicle. Des mesures précises de temps, de température, de volume sont en-vi sagées, (Annexe 1)
"C'est pas triste!",
L'aspect ludique de la manipulation permet à 8 élèves sur 10 d'abou-tir à la compréhension et à la rédaction des 3 lois inconnues pour eux de physique.
Quand la pression est forte, les gaz restent dissous. Ils se dé3agent quand la pression baisse.
Plus la température est élevée, plus les gaz ont tendance à se dégager vite.
L'agitation augmente la vitesse du dégazage. h~~_~~ll~~l_ç~~~!_g~Qi_l_b~~_g~~._ç~_~~i~!~_Yr~i~Q!
Certains jeunes veulent préciser la nature de ces bulles. qualité. quantité. propriétés, Lomment les recueillir? En plus de système classique je propose diverses baudruches. dont les préservatifs. On .recueille ainsi les bulles.
Enquête 1 faire 1 la maison.
Trouver tous les endroits dans la maison et ailleurs où le tartre se dêpose.
les jeunes he trouvent aucune logique dans la suite du travail, ça les intrigue. Pourquoi en Sciences Naturelles fait-on de la plom-berie 1
En classe on met en commun tous les points de dépôt de tartre trou-vês par les êlèves. Je les êcris au tableau en les classant en 3 groupes. Celui ou celle qui trouvera une relation entre les condi-tions où se dépose le tartre et celles où les bulles sortent du coca-cola aura 20/20.
"C'est lA que vous vouliez en venir ?"
C'est difficile mais la stimulation du groupe fait qu'ils y arri-vent.
Chaque 11eu de dêpôt es t re1ié à une loi de phys i que. Diffêrents exemples
Robinet Pomme de douche Casserole, bouilloire Chauffe-eau
la pression de l'eau chute.
la tempêrature s'Ilève.
Stalagmites agitation de l'eau
Cuvette des W'C'~
Autour des dents ) action de micro-organism~s.
Le calcaire sedépose selon les mëmes 3 lois observées dans le dégazage du coca-cola.
Il y a peut-être là aussi un problème de bulles.
9~~!1~~_~r~~~fQr~~t!Q~~_~~~!t_l~_~~ls~ir~_~~lQ~_g~:i!_~~_~~Q~~~_Q~~~_~~ l~~~~_SQ~t~~~~~_~!~~_Q~_~Qi~~_~~_ÇQ?_~i~~Q~~ ?
~ Expériences pour obtenir le passage du calcaire solide à l'état soluble:
Bouteille plastique "errée d'un trou.
Support-fi Hre Ooigt de gant
Craie
La craie garde sa forme
f
tj
lr
eau eau + CO2•
d I t = la craie s'effrite1 . Arrosons Z craies ou 2 blocs de calcaire par un goutte à goutte d'eau plate et d'eau enrichie de CO2.
Des bouteilles en plastique percêes d'un trou, munies de doigt de gant en guise de té-tine sont renverséelsur un support de filtre. En 24 heures, l'eau enrichie en (02 ronge nettement plus le bloc de cal-caire que l'eau plate •
[1 . Des craies s'effritent dans de l'eau enrichie en C02 alors qu'elles ne se modifient pas dans l'eau plate. Si nous fil-trons et laissons les liquides s'évaporer, :e dépôt sera plus ab:)ndant dans :è Dot Q 1a "t
contel'lv l'eau enrichie en COZ.
Donc il y a dissolution du calcaire dan, de l'eau contenant du COZ dissous. Ca 1cai re solide
+ Carbonate de calcium
Calcaire soluble
Exemples géologiques : les roches calcaires se modifient.
~~~!~~~!.~~!.~~~!~~~
.
Diapositives: l'eau de pluie enrichie en CO2tombe sur un relief calcaire.
---4 Calcaire dissous qui pênêtre par des f1s~ures ; il se forme des cavités.
~ Il est entrain!! dans des riviêres sOlldArrl1nes sous forme soluble.
~ Il se redépose.
~ Stalagmites, stalagtites. sources incrustantes.
---) Etre fixé par les êtres vivants dans leurs coquilles. leurs os etc ...
Exemples: les moules, l'homme. les récifs. l'accumulation des dêbrli forme des roches d'origine organique.
---1Se déposer lorsque l'eau s'évapore sous forme de.boues:atlcaires plus ou moins pure: marnes, calcaire lithographique.
Exemple: les salines
lJ
~
LI
~
h<t~\'~..Jlh
CJ'\~'I"l:-.r- "'.~C\\-_
\,,0"'>:':-<>
-"
L
~-E_. c;r~
.
<."""'<'(~ ,",,,, (' ,,(' "~')'\,..('\~.e l·'<'~ ~.5 ~~ e'''''' .,.. ~~'\1./) ;;.. ~o~
'2-
?
'L-~"'- Ç\~W~<...1 •
D'autres phénomènes font intervenir le CD2. Nous les visualisons da~
un grand tableau pn prenant soin de remettre les donnêes en colonn-. DEGAGEMENT DE C02 DANS L'AIR ABSORPTION DE C02
Animaux Respiration
Végêtaux
Photosynthèse : Le~ plantes ~p.rl~s fabri-quent je la matlére yiV3~e en~ttlt5ant
le C02 Je l'air Chauffage
Combustion
Moteurs
Conservation de la matière organique en charbon-pétrole.
Décomposition: Fermentation des cadavres Fermentation des feuilles mortes'
IJ,ines - Cimenteries
Volcanisme Fixation en C02 dans les roches~
Dégazage de l'eau Fixation de carbonates par les vivants (os, coquilles etc .. )
ItOJ~Wl. (OJ,~O'VOI")ldl"Jd""-
l
~ œ...
~
i'CiD
QI 00 '}()''00'"
c: if UC111"odouo~.1(r.>'UOl'Uft'l:I r.QI ~ffi
_
-
~v
w N x 15i
..
x cox(D
.(fi)
on .-, ~ i. .1''0 ~E ·...""9 0~ ci. iD " "~?
::; It' <f7'"
1-~CD
"
l
'ro QI G\MIIu!'O~...
on"
0 <l: >:'"
Il se dissout dans l'eau de pluie qui peut être comparée à de l'eau â bulles (avec très peu de bulles). Ce C02 se fixe sous forme de calcaire qui se stocke dans l'eau ou en cailloux. Les plan~es vertes en demandent toujours plus. Elles se"nour-rissent~de C02 ! Elles en consommeraient la à 20 fois plus si elles le pouvaient.
Les voitures, les usines. les chaudiêres rejettent beaucoup de C02 dans l'air (et bien d'autre chose encore !).
LE J)FLf\GE.lnn !lU BU, I)AHS U. COC"-CO:"~
U0ulelilc lilde 25" Ooulelll~ froide
,-1ère exp. Les boule;lles sonl f.r,role", cl\pt;ulép.s.
"ê/ll~ ~~X.(a
le ,H...iuce,
on ne voll l"";des l>ullt. On docap:JUle.
de la mou~~e déLorde,
0" "hile 3 ru." .;I.'Ljlle bouleille,
puis, on lib~rc 1~ cOlllenu.
Quelques bullee ~ontent.
.", buuchvnt l'orifice avec
Le cl,nl.",u foiele à } m 10, Il reste Ih moilii de la bouteille.
~ini~ ~XJ). : On verse' dan6 de5 verres.
de.lo mous .. e déborde, il rente /i/5 du li~~ide.