DESCRIPTIF DU SUJET DESTINÉ AUXPROFESSEURS

TP 3

^ème

C4

PROTOCOLE DE FABRICATION D’UN SAVON

Fiche n° 1 : DESCRIPTIF DU SUJET DESTINÉ AUX PROFESSEURS

Démarche Dans ce sujet, on demande à l’élève de synthétiser une espèce chimique n’existant pas dans la nature : le savon (l’étape de saponification, cependant, est, pour des raisons de sécurité, réalisée par le professeur sur la paillasse enseignant).

Scénario N° 7

Programme Connaissances

La synthèse d’espèces chimiques n’existant pas dans la nature permet d’améliorer les conditions de vie

Capacités

Respecter le protocole permettant de réaliser la synthèse d’un savon Socle commun de connaissances et de compétences

[Pilier 3]

Maîtriser de manière automatisée les tables de multiplication pour effectuer un calcul mental simple

Extraire d’un document les informations relatives à un thème de travail Extraire les informations d’un fait observé

Exprimer un résultat, une solution, une conclusion, par une phrase correcte (expression, vocabulaire, sens)

Suivre un protocole donné Mesurer

[Pilier 6]

Respecter les consignes de sécurité lors de la manipulation de produits chimiques dangereux [Pilier 7]

Savoir lire les consignes avant de faire un travail Commentaires sur l’activité

proposée Cette activité illustre la rubrique :

A : « La chimie, science de la transformation de la matière»

Synthèse d’espèces chimiques du programme de Troisième.

Préparation du poste de

travail Le même matériel pour chaque poste, posé sur la paillasse (voir fiche n°2).

Déroulement de l’épreuve Lors du premier appel, le professeur vérifie que la masse de sel pesée et que la mesure de 150 mL d’eau à l’éprouvette graduée sont correctes.

Lors du second appel, le professeur apporte au binôme environ 15 mL du mélange réactionnel. Il vérifie que le sel est bien dissous. Il s’assure que les conditions de sécurité sont réunies pour procéder au relargage (port des lunettes de sécurité). Il peut superviser l’opération de relargage, puisque l’élève manipule une solution qui reste très corrosive.

Notation On utilisera la grille d’évaluation sur laquelle figurent les points correspondant à chaque type de compétences expérimentales à évaluer.

Si lors du premier appel, les élèves n’ont pas réussi à calculer la masse de sel à peser, le professeur leur donne la solution. Les points de la question ne leur sont pas attribués.

Remarques Cette activité expérimentale s’effectue en demi-classe, l’autre groupe étant au CDI pour des recherches et une étude documentaire sur les « créations » de la chimie dans différents domaines (habillement, hygiène, santé, beauté, habitat, sport, transport…).

La notion de précipité a été vue dans les cours précédents.

Le professeur pourra introduire ou compléter comme il le souhaite cette activité avec les sujets 3^ème C4 (« Principe de la fabrication d’un savon ») et 3^ème C5 (« Savon et hygiène »).

Afin de travailler dans de bonnes conditions de sécurité, il ne sera pas toujours possible ou recommandé de réaliser toutes les étapes manipulatoires. Les manipulations non réalisées par les élèves peuvent exploitées à partir de vidéos ou d’expériences réalisées par le professeur. Il convient bien entendu dans ce cas d’adapter les

questions et la grille de notation.

[Thème : Sécurité]

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PROTOCOLE DE FABRICATION D’UN SAVON

Fiche n° 2 : LISTE DU MATÉRIEL DESTINÉE AUX PROFESSEURS

(Pour 6 postes environ)

Pour l’enseignant :

 lunettes, gants.

 un chauffe-ballon

 un ballon de 250 mL + support

 un réfrigérant

 support, pinces

 60 mL de soude à 5 mol.L^-1 environ

 30 mL d’huile d’olive

 60 mL d’éthanol

 quelques grains de pierre ponce

 6 béchers de 50 mL environ (un pour chaque poste)

Pour chaque poste :

 lunettes, gants

 environ 50 g de sel

 une balance

 une spatule

 une éprouvette graduée de 200 mL

 une bouteille d’eau

 deux béchers de 250 mL

 deux béchers de 50 mL

 un bâton de verre

 un entonnoir (+support)

 un filtre

 un tube à essais (et bouchon adapté)

 un porte-tube

Remarque : il est conseillé d’avoir fait une première saponification avant la séance avec les élèves de manière à pouvoir répartir le mélange réactionnel ainsi obtenu dans chaque bécher avant la fin de la saponification faite devant les élèves (qui prend une vingtaine de minutes)

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PROTOCOLE DE FABRICATION D’UN SAVON

Fiche n°3 : ÉNONCÉ À COMPLÉTER PAR LES ÉLÈVES

Noms : Évaluation pratique : / 10

Prénoms : Réponses écrites : / 10 Classe : Total : / 20

DOCUMENT À COMPLÉTER ET À RENDRE AU PROFESSEUR EN SORTANT DE LA SALLE Le port de la blouse et des lunettes de sécurité est obligatoire au laboratoire de chimie

La fabrication du savon se fait en plusieurs étapes :

- la saponification, qui est une transformation chimique qui permet d’obtenir le savon mélangé à d’autres substances ;

- le relargage, qui permet de faire précipiter le savon grâce à une solution très concentrée en sel ; - la filtration, qui permet d’isoler le savon des autres substances.

1. Etape 1 : Saponification Manipulation réalisée par le professeur

Dans un ballon de 250 mL, le professeur introduit :

- 30 mL d'huile d'olive, mesurés à l’éprouvette graduée ;

- 60 mL d’une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium, mesurés à l’éprouvette graduée (solution très corrosive !) ;

- 60 mL d'éthanol, mesurés à l’éprouvette graduée, pour favoriser le contact entre les réactifs ;

- quelques grains de pierre ponce pour réguler l'ébullition.

Le ballon est ensuite placé dans un chauffe-ballon.

Le professeur adapte un réfrigérant sur le dispositif et allume le chauffe-ballon. On dit que l’on effectue un

« chauffage à reflux » : le chauffage permet d’augmenter la vitesse de la réaction et le reflux permet d’éviter la perte de réactifs ou de produits par évaporation. On maintient ce chauffage à reflux pendant une vingtaine de minutes.

Question 1

Compléter le schéma ci-dessus avec les mots suivants : mélange réactionnel, ballon, chauffe-ballon, réfrigérant, entrée d’eau froide, sortie d’eau tiède.

Question 2

Associer chacun de ces éléments présents dans le dispositif expérimental avec le rôle qu’il y joue : La pierre ponce • • permet d’éviter la perte de réactifs ou de produits

L’éthanol • • permet de réguler l’ébullition

Le chauffage à reflux • • permet de favoriser le contact entre les réactifs

2. Etape 2 : Relargage

Selon les conditions d’enseignement, cette étape est réalisée par le professeur et non par les élèves Afin de réaliser cette étape de relargage, on doit préparer une solution concentrée en sel, nécessaire pour cette étape.

I.1Préparation d’une solution concentrée en sel

Question 3

Pour que la solution d’eau salée soit suffisamment concentrée en sel, il faut dissoudre 3 g de sel dans 10 mL d’eau.

On souhaite préparer 150 mL de solution, quelle masse de sel faut-il peser sur la balance ?

 A. Il faut peser 3 g de sel

 B. Il faut peser 30 g de sel

 C. Il faut peser 4,5 g de sel

 D. Il faut peser 45 g de sel

Appeler le professeur pour vérifier la réponse et observer l’étape suivante (appel 1)

Mesurer à la balance la masse de sel nécessaire et mesurer à l’éprouvette graduée 150 mL d’eau.

Verser les 150 mL d’eau dans un becher de 250 mL.

Introduire le sel pesé dans le bécher de 250 mL.

Agiter avec un bâton de verre jusqu’à la dissolution totale –ou quasi-totale- du sel.

I.2Relargage

Appeler le professeur pour obtenir environ 20 mL du mélange réactionnel (appel 2)

Verser le mélange réactionnel (Attention : c’est encore une solution très corrosive !) dans la solution concentrée en sel. Agiter délicatement la solution obtenue en utilisant le bâton de verre.

Question 4 Qu’observe-t-on ?

3. Etape 3 : Récupération du savon par filtration

Organiser sur la paillasse un dispositif de filtration conforme au schéma ci-contre.

Appeler le professeur pour lui faire vérifier l’agencement du dispositif (appel

3)

Récupérer le savon en filtrant le mélange obtenu (voir schéma ci-contre).

Question 5

Pendant que la filtration se réalise, compléter le schéma ci-dessus avec les mots : solution à filtrer, savon, filtrat, entonnoir, filtre.

4. Caractérisation du produit obtenu

A l’aide de la spatule, récupérer dans le filtre un peu de savon, et l’introduire dans un tube à essais.

Ajouter 2 mL d’eau (2 cm de hauteur dans le tube), boucher et agiter.

Question 6

Qu’observe-t-on ?

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Quelle information peut-on tirer de cette observation ?

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Rincer et ranger le matériel.

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PROTOCOLE DE FABRICATION D’UN SAVON

Fiche n°4 : GRILLE D’ÉVALUATION DURANT LA SÉANCE DESTINÉE AU PROFESSEUR

Numéro du poste 1 2 3 4 5 6 7

Noms Prénoms

Contrôle en continu

Port de la blouse

* * * * * * * * * * * * * *

Port continu des lunettes

*

* *

* *

* *

* *

* *

* *

* *

* *

* *

* *

* *

* *

* *

Appel n°1 (mesure de la masse de sel, mesure du volume d’eau)

*

Mesure de la masse de sel

*** *** *** *** *** *** ***

Mesure du volume d’eau

*** *** *** *** *** *** ***

Appel n°2 (relargage) Sel entièrement dissous (ou

presque)

* * * * * * *

Agitation avec le bâton de

verre

* * * * * * *

Contrôle s sans appel Positionnement du filtre dans

l’entonnoir

* * * * * * *

Placement d’un bécher sous l’entonnoir pour récupérer le

filtrat

* * * * * * *

Filtration sans débordement

* * * * * * *

Utilisation d’une spatule pour

prélever le savon

* * * * * * *

Quantité d’eau dans le tube à

essais

* * * * * * *

Agitation du tube avec le

bouchon

** ** ** ** ** ** **

Organisation de la paillasse

Zone de travail rangée

* * * * * * *

Matériel rincé

* * * * * * *

Note obtenue /10

Chaque (

*

) compte 0,5 point

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Fiche n°5 : BARÈME DESTINÉ AU PROFESSEUR

Barème Compétence du socle Évaluation pendant la séance (fiche 4) 10 pts Suivre un protocole donné

Mesurer

Respecter les consignes de sécurité lors de la manipulation de produits chimiques dangereux

Questions (fiche 3)

1. Schéma à compléter (chauffage à reflux)

2. Association

3. Réponse D (Il faut peser 45 g de sel)

4. Le savon précipite, un solide jaunâtre flotte à la surface du liquide.

5. Schéma à compléter (filtration)

6. On observe de la mousse : ceci est caractéristique du savon. On a donc bien fabriqué un savon.

3 pts

1,5 pts

1 pt

1 pt

2,5 pts

1 pt

Extraire les informations d’un fait observé

Extraire d’un document les informations relatives à un thème de travail

Maîtriser de manière automatisée les tables de multiplication pour effectuer un calcul mental simple.

Extraire les informations d’un fait observé

Extraire les informations d’un fait observé

Exprimer un résultat, une solution, une conclusion, par une phrase correcte (expression, vocabulaire, sens)

TOTAL / 10