Cohésion et transformations de la matière

Fiche professeur

THEME du programme : Comprendre Sous-thème : Cohésion et transformations de la matière

Propriétés physiques des alcanes et des alcools

Type d’activité : Activités documentaires avec possibilité d’illustration expérimentale.

Conditions de mise en œuvre : Réinvestissement des activités autour des interactions de Van der Waals

Activité 1 : Température de changement d’état et familles de composés

1.1. « Molécules apolaires » (30 min)

1.2. « Température d’ébullition et groupe fonctionnels » (20 min)

Activités documentaires venant en réinvestissement des interactions de Van der Waals.

Activité 2 : Miscibilité

2.1. « Mélange eau-alcool » (activité expérimentale ; 30 min)

2.2. « Propriétés physiques et structure : qui se ressemble s’assemble » (activité documentaire ; 15 min)

Activités illustrant comment la liaison hydrogène permet d’expliquer les particularités des alcools et le caractère hydrophile ou hydrophobe de certaines molécules.

Activité 3 : Distillation fractionnée du pétrole

Activité documentaire (20 min) illustrant comment les différences de température de changement d’état des alcanes en fonction de la longueur de la chaîne carbonée est utilisée dans l’industrie pétrolière.

Pré-requis : - Le solide ionique, interaction coulombienne

- Polarité, interactions de Van der Waals, liaison hydrogène

- Structure moléculaire, représentation de Lewis

- Nomenclature des alcanes et des alcools

NOTIONS ET CONTENUS COMPETENCES ATTENDUES

Lien entre les températures de changement d’état et la structure moléculaire dans le cas de l’eau, des alcools et des alcanes.

Miscibilité des alcools avec l’eau. Interpréter :

- l’évolution des températures de changement d’état au sein d’une famille de composés ;

- les différences de température de changement d’état entre les alcanes et les alcools ;

- la plus ou moins grande miscibilité des alcools avec l’eau.

Réaliser une distillation fractionnée.

Compétences transversales :

- rechercher, extraire, organiser des informations utiles

- formuler des hypothèses

- raisonner, argumenter, démontrer

Mots clés de recherche : alcools, alcanes, température de changement d’état, miscibilité

Provenance : Académie d’Orléans-Tours

Adresse du site académique : http://physique.ac-orleans-tours.fr/php5/site/

ACTIVITÉ 1 : TEMPERATURE DE CHANGEMENT D’ETAT ET

FAMILLES DE COMPOSES

Compétences travaillées :

App : S’approprier l’information 1.1 1.2

Se mobiliser en cohérence avec les consignes données (agir selon les consignes données ; extraire des informations utiles d’une observation, d’un texte ou d’une représentation conventionnelle). X X

Rea : Réaliser (Faire)

Réaliser ou compléter un schéma.

Réaliser un graphique. X X

Appliquer une consigne (calcul, application d’une loi …). X

ana : Analyser

Extraire des informations des données et les exploiter. X X

Elaborer et/ou choisir et utiliser un modèle adapté (mettre en lien les phénomènes observés, les concepts utilisés et le langage mathématique qui peut les décrire) X X

val : Valider, Critiquer

Confronter un modèle à des résultats expérimentaux : vérifier la cohérence des résultats obtenus avec ceux attendus X X

com : Communiquer

Rendre compte de façon écrite (de manière synthétique et structurée, en utilisant un vocabulaire adapté et une langue correcte) X X

auto : Etre Autonome, Faire preuve d’initiative, Savoir-Etre

Travailler efficacement seul ou en équipe (en étant autonome, en respectant les règles de vie de classe et de sécurité) X X

Soigner sa production X X

ACTIVITÉ 1.1. : Molécules apolaires

Document 1 :

[…] Les molécules sont composées d'atomes eux-mêmes constitués d'un minuscule noyau central chargé positivement, entouré d'un nuage d'électrons chargé négativement. Nous devons nous imaginer que ce nuage n'est pas figé dans le temps. Au contraire, il est comme un brouillard mouvant, épais à un endroit donné à un certain instant et léger au même endroit l'instant suivant. Là où brièvement le nuage s'éclaircit, la charge positive du noyau arrive à percer. Là où brièvement le nuage s'épaissit, la charge négative des électrons surpasse la charge positive du noyau. Lorsque deux molécules sont proches, les charges résultant des fluctuations du nuage électronique interagissent ; la charge positive du noyau qui pointe par endroit est attirée par la charge négative partiellement accumulée dans la partie dense du nuage électronique. De ce fait les deux molécules adhèrent. Toutes les molécules interagissent de cette façon, toutefois la force de l'interaction est plus grande entre les molécules contenant des atomes possédant beaucoup d'électrons comme le chlore et le soufre.

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