Détermination expérimentale de la taille

d’une molécule de lipide

Françoise Mernier - Delphine Hanus

Haute Ecole Blaise Pascal

FORFOR 2011 – Sciences 2ème degré

FT2 : Mener à bien une recherche expérimentale

Références au programme

CG2:Contexte : situation concrète

Finalités : élaboration de nouveau concepts, découverte et validation de lois et de

théories

Références au programme

Thème 1 - La masse des atomes et des molécules  ordres de grandeurs (intéressant)

Thème 4 - Les liaisons chimiques molécules polaires et apolaires et leur comportement (spécifique)

Thème 5 - Introduction à la chimie organique

utiliser correctement la verrerie de laboratoire (Berlin vs Erlenmeyer, précision du matériel gradué)

développer l’esprit scientifique (reproductibilité, sources d’erreur)

rédiger un rapport de laboratoire

utiliser l’outil mathématique

Savoirs

Savoir-faire

Pré-requis 1er degré et/ou 3ème année

Séquence proposée

Installation des ressources

Tâche – Chimie 4ème Sciences générales

Variantes de la tâche – Chimie 4ème Sciences de base

Evaluation

Liens avec les autres points de matière

« Ne fais pas comme je t’ai montré, fais avec ce que je t’ai montré »

Pré-requis 1er degré et/ou 3ème année

Mélanges homogène/hétérogène 

l’huile est insoluble dans l’eau et se répand en surface

l’acétone est soluble dans l’eau

Changements de phase 

l’acétone est un composé volatil

Modèle moléculaire 

Instruments et récipients 

Distinction molécules inorganiques et molécules organiques

Installation des ressources - 1

« Il est possible de mesurer la taille d’un grain de couscous »

Manipulation en suivant un protocole Annexe 1

Solution 1 : avec une latte millimétrée mais mesure imprécise

Solution 2 : méthode indirecte permettant une mesure plus précise

Permet l’acquisition - du savoir (logique de raisonnement, sources potentielles d’erreurs et formule mathématique) - de savoirs faire (verrerie de labo et application de la formule)

OBJECTIFS

Modélisation de la manipulation pour rendre explicite le phénomène et le raisonnement

Installation des ressources - 2

« Il est possible de mesurer le volume d’une goutte de liquide »

Vérification par les élèves

écoulement un nbre défini de gouttes dans un pied gradué

nbre de gouttes correspondant à l’écoulement d’un volume défini

Installation des ressources - 3

« Une goutte d’huile non diluée a besoin d’une surface très grande pour s’étaler à la surface de l’eau »

Démonstration par le professeur

Rem. : si nécessaire, vérifier la non compressibilité des liquides

Tâche

Problématiser, s’approprier la situation

La molécule est invisible à l’œil nu, une mesure directe est donc impossible

La taille des grains de couscous a été déterminée par mesure indirecte; la méthode de travail a été modélisée

Tâche à réaliser :

Gérer une tâche nécessite la mise en œuvre d’une démarche scientifique

« Il est possible de déterminer expérimentalement la taille d’une molécule d’huile  »

Tâche

« Il est possible de déterminer expérimentalement la taille d’une molécule d’huile  »

Recueillir et traiter des informations

matériel : boîte de Pétri, pipette graduée, spatule, papier noir plastifié, latte, Berlin de 200ml

composés chimiques : eau, talc, solution diluée d’huile de ricin dans l’acétone

document contenant les informations suivantes :

a. l’huile est soluble dans l’acétoneb. l’acétone est soluble dans l’eauc. l’acétone est volatil et s’évapore rapidementd. la poudre de talc se dépose à la surface de l’eaue. une goutte d’huile déposée sur une mince couche de talc à la

surface de l’eau repousse le talc vers l’extérieurf. le protocole de laboratoire sur la détermination de la taille d’un

grain de couscous

Construire le mode opératoire et le tester

Tâche

« Il est possible de déterminer expérimentalement la taille d’une molécule d’huile  »

Communiquer

rapport de laboratoire

a. objectif(s)b. matériel et composés chimiquesc. mode opératoire (schémas expérimentaux)d. observations expérimentales et tableau des résultats

expérimentauxe. exploitation des résultats expérimentauxf. conclusions et généralisation

Donner du sens au résultat obtenu

Détergent Assiette - poivre

Vidéo de l’expériencehttp://www.dailymotion.com/video/x331o5_franklin_tech

Animation présentant l’expérience de Franklinhttp://www.intellego.fr/soutien-scolaire-2nde/aide-scolaire-Chimie/ANIMATION-CHIMIE-25-L-experience-de-Franklin-(determination-de-la-taille-d-une-molecule)/31710

Variante de la tâche

Chimie 4ème Sciences générales, FT2 Expérimenter

défi identique mais guidance adaptée au temps imparti et au public

le professeur réalise l’exp. dans un cristallisoir déposé sur un rétroprojecteur; les élèves complètent le rapport de laboratoire;

Chimie 4ème Sciences de base, FT1 Décrire, expliquer, prévoir

DEFI 1: 

Expliquer à un élève absent comment déterminer la taille d’une molécule d’huile.

DEFI 2: 

Décrire l’expérience à l’aide de schémas uniquement.

Evaluation de la tâche

Partir des critères et identifier les indicateurs pertinents

Associer les indicateurs utilisés habituellement aux critères proposés

Evaluation de la tâche

Critères Indicateurs

1. respect des consignes de sécurité et du matériel

comportement adéquat /2

rangement du matériel et nettoyage de sa table à la fin du laboratoire

/1

2. manipulations (appropriation et investigation)

élaboration du mode opératoire /3

analyse réflexive de la démarche à suivre /4

utilisation pertinente de la verrerie /3

3. rédaction du rapport de laboratoire (communication)

respect des consignes de rédaction /2

calculs /2

interprétation des résultats - conclusions /2

soin /1

Total /20

Liens avec les autres points de matière

Chimie 

transposition de la tâche en 3ème année

chimie organique (6ème année)

Biologie

faire un lien avec la microscopie et l’observation des cellules grandeur cellules/molécules

lien avec la polarité de la double membrane lipidique (3ème et 4ème)

Wikipedia

Liens avec les autres points de matière

Chimie 

prolonger la démarche de modélisation vers le thème 2

« de la molécule à l’atome et à l’ion » sensibilisation à la chimie organique (4ème et 6ème)

Biologie

faire un lien avec la microscopie et l’observation des cellules grandeur cellules/molécules

lien avec la polarité de la double membrane lipidique (3ème et 4ème) faire émerger une échelle du vivant

Van InBio 4, référentiel

Liens avec les autres points de matière

Physique chiffres significatifs (calcul d’erreur)

Mathématiques

application de formules simples

transformation d’unité