Sciences physiques et chimiques > Pédagogie > Collège > Troisième > Courant électrique dans les solutions aqueuses

Courant électrique dans les solutions aqueuses

Courant électrique dans les solutions aqueuses

La dissolution du sel

Par Eric Collard :

Mettre en évidence que les "corpuscules" libérées lors de la dissolution du chlorure de sodium sont chargées.

Le modèle du courant électrique dans un métal est connu. Cette séquence propose une invstigation scientifique qui se propose d'élargir le modèle à la conduction de l'électricité en solution aqueuse. (3 heures).

Situation déclenchante : Extrait vidéo du film « Peur bleue ».

Peur bleue

Consigne : Dans la partie activité du classeur, écrire le script correspondant à l'extrait. 5min

script : « Le personnage féminin quitte sa combinaison de plongée, la dépose sur le sol, monte dessus et arrache un câble électrique mural qu'elle jette dans la gueule du requin. Le requin est électrocuté - l'héroïne est saine et sauve. »

Questionnement :
- Une discussion s'engage sur les raisons qui pousse le personnage à s'isoler du sol avec sa combinaison de plongée. Très rapidement une hypothèse se dégage : « L'eau est conductrice de l'électricité »... Les hypothèses sont notées dans le cahiers.
- Comment faire pour vérifier que l'eau est conductrice ?
- Lecture de quelques scripts, on se met d'accord sur ce qu'on a vu. 

Investigation - Expérience : On s'appuie sur une connaissance stabilisée : « un matériau conducteur inséré dans un circuit n'empêche pas la circulation d'un courant dans le circuit » -Les élèves imaginent rapidement une solution pour vérifier leur hypothèse. On peut discuter sur le choix de la lampe comme indicateur du passage du courant. A priori cela a déjà été fait en 5ième. En posant les bonnes questions, les élèves se rappellent également de l'ampèremètre qui va permettre une meilleure détection du courant dans le circuit. Rédaction du compte rendu d'expérience dans le cahier d'expérience. 

L'eau est peu conductrice...

Discussion : ... retour sur les conditions décrites dans le film de fiction. "l'eau est salée". Il faut vérifier si l'eau salée est conductrice. Rédaction du compte rendu d'expérience dans le cahier d'expérience. On insiste sur la nécessité de bien noter la suite des transformations du système.

Eléments de structuration "L'eau salée, solution aqueuse de chlorure de sodium est conductrice "

 

Fin de la première heure.


 Rappelons ce qu'on sait... COURS : un courant électrique est un mouvement d'ensemble ordonné de particules chargées libres de se déplacer. Dans un métal ces particules chargées sont les électrons libres.

PNG - 345.3 ko savoir


Consigne : Notez ce qui a changé , et ce qui est resté pareil au niveau observable et au niveau nanoscopique dans l'expérience (De l'état initial à l'état final) (8 min).
- Les élèves rédigent sur leur feuille d'activité un tableau à deux colonnes pour répondre à cette question.
- Synthèse des réponses au tableau

PNG - 1 Mo

Synthèse réalisée au tableau Les élèves participent à la rédaction de ce tableau de synthèse collective.

Question : A partir de la nature connue du courant électrique que peut-on en déduire pour le sel.

Ce qui a changé

Ce qui est resté pareil

changements {PNG}

idem {PNG}



On admet que on va pouvoir expliquer les changements observables à partir des changements réalisés à l'échelle nanoscopique.

Changements :
- Les particules constituant le chlorure de sodium (2 particules) - (Le nom a deux parties) sont devenues libres de se déplacer dans l'état final.
- Il y a un courant : des particules chargées libres de se déplacer ont un mouvement d'ensemble ordonné.

 

Conclusion : Hypothèse argumentée : Les « corpuscules » du chlorure de sodium qui se dispersent lors de la dissolution sont chargées et se déplacent.

 

fin de la deuxième heure


 

PNG - 706.9 ko

Le chlorure de sodium contient des particules chargées. Sans arguments d'autorité, les élèves conçoivent que les particules libérées lors de la dissolution du chlorure de sodium sont chargées.

Discussion : Le chlorure de sodium est pourtant neutre ! Que peut-on en déduire ? Les ions chlorure et sodium ont des charges opposées.
- L'ion chlorure est négatif : Cl-
- L'ion sodium est positif : Na+

Animation dissolution d'un sel dans l'eau

A télécharger sur le site de l'auteur

Chemical Education Research Group Department of Chemistry 3051 Gilman Hall, Iowa State University Ames, IA, 50011 USA 515) 294-7718
Tom Greenbowe ( tgreenbo@iastate.edu) Professor of Chemistry and Coordinator of General Chemistry Iowa State University Ames, IA 50011

Les ions sont mis en mouvement par le générateur : Vérification avec l'expérience filmée de l'électrolyse d'un mélange de permanganate de postassium et de sulfate de cuivre (film réalisé par Joel Courbon, collège de la charme)

PNG - 124.6 ko

Migration des ions Document réalisé par Joel Courbon- Collège la charme - Clermont Ferrand


Animation à télécharger sur le site académique de Dijon

JPG - 143.5 ko
Nature du courant électrique

 

Nature du courant électrique dan les métaux et dans les solutions aqueuses ioniques

 

Structuration :
- Courant électrique en solution aqueuses : une solution aqueuse est conductrice si elle contient des ions.
- Une solution aqueuse est neutre : elle contient des ions positifs et des ions négatifs. Il a autant de charges positive que négative.
- Sous l'effet du générateur, les ions ont un mouvement ordonné (Manip ou Vidéo) - Les ions négatifs sont attirés par la borne + et les ions positifs sont attirés par la borne -.
- Les ions :

Les ions négatifs

Les ions positifs

atome ou groupe d'atomes qui ont perdu 1 ou plusieurs électrons

atome ou groupe d'atomes qui ont gagné 1 ou plusieurs électrons

Evaluation formative : Formation des ions positifs et négatifs


Fin de la troisième heure