Mélange et solution

Discipline
Sciences et technologie
Niveaux
CM1, CM2.
Auteur
S. GUEDON
Objectif
- Connaître quelques propriétés de la matière solide ou liquide (par exemple : densité, solubilité, élasticité...).
- Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d'un mélange.
- Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d'un mélange.
- Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction).
- Proposer des expériences simples pour tester une hypothèse .
- Formuler une question ou une problématique scientifique ou technologique simple .
- Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème .
- Interpréter un résultat, en tirer une conclusion .
- Formaliser une partie de sa recherche sous une forme écrite ou orale.
Relation avec les programmes
Cette séquence n'est pas associée aux programmes.
Dates
Créée le 31 août 2016
Modifiée le 27 septembre 2016
Statistiques
873 téléchargements
11 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Aborder la notion de mélanges (homogènes et hétérogènes), aborder la notion de solubilité.

Déroulement des séances

1

Comment récupérer le sel de l'eau de mer?

Dernière mise à jour le 31 août 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Formuler une question ou une problématique scientifique ou technologique simple .
- Proposer des expériences simples pour tester une hypothèse .
- Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d'un mélange.
- Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d'un mélange.
Durée
75 minutes (6 phases)
Matériel
documentaire sur les marais salants, seringue, tamis, filtre à café, loupe, entonnoir, cuillère, eau, verres transparents, agitateur, assiettes, sel fin, gros sel.

1. Situation déclenchante: d'où vient le sel de cuisine?

binômes | 20 min. | découverte

1- Laisser les élèves s'exprimer sur ce qu'ils savent puis les questionner sur la manière dont est extrait le sel de mer.

2- Présenter le travail de la journée: vous allez devoir fabriquer un mélange sel + eau puis ensuite trouver une solution pour le récupérer

3- par groupe de 2: chaque groupe réfléchit et propose un solution en élaborant un schéma ou  un texte ainsi qu'une liste de matériel

4- Collectivement: présentation des différentes solutions trouvées et réfléchir à leur faisabilité ou non.

 

2. Expérimentation: fabrication du mélange

groupes de 4 | 10 min. | découverte

Activité 1: distribuer le matériel puis observation du sel fin et du gros sel à la loupe. Par questionnement, parvenir à la synthèse que le sel est une matière solide et que le sel fin s'obtient par broyage du gros sel.

Activité 2: fabrication du mélange: 50ml d'eau froide et 5ml de sel (environ une cuillère à café).

Activité 3: noter les observations durant la fabrication du mélange: et faire remarquer que l'agitateur permet de faire disparaître le sel plus vite. Certains groupes travaillent avec le sel fin et d'autres avec le gros sel.

Activité 4: Est-ce que le sel a disparu? Laisser les enfants s'exprimer puis leur faire goûter le mélange pour prouver que le sel est présent.

Activité 5: synthétisation et introduction du vocabulaire:

L'eau et le sel forment un mélange. Le sel est devenu complétement invisible: on dit qu'il est dissous dans l'eau ou qu'il est soluble. Le mélange s'appelle une solution.

3. Expérimentation: la filtration

groupes de 4 | 10 min. | découverte

Activité 1: observation des filtres à café à la lumière et comparaison avec les trous du tamis

Activité 2: filtrer le mélange en le passant d'abord dans le tamis puis dans le filtre

Activité 3: observation du tamis et des filtres permettant de conclure: la filtration ne permet pas de séparer le sel et l'eau

4. Etude documentaire

individuel | 10 min. | découverte

Distribuer un document expliquant le principe des marais salants. Questionner les élèves afin de s'assurer de la bonne compréhension de ce principe.

5. Expérimentation: évaporation

collectif | 10 min. | découverte

En faisant le parallèle avec l'étude documentaire faite, les élèves doivent déterminer les deux façons de faire s'évaporer l'eau:

* évaporation à température ambiante: dans ce cas trouver une solution pour accélérer le processus

* évaporation grâce à une source de chaleur

Mise en expérience des solutions.

6. Trace écrite

individuel | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Mélanges et solutions

​1- Comment récupérer le sel de l'eau de mer?

Le mélange de sel et d'eau s'appelle une solution. Comme le sel ne se voit pas, on dit qu'il est soluble dans l'eau ou qu'il est dissous. La filtration ne permet pas de séparer le mélange .

C'est grâce à l'évaporation que l'on pourra séparer les deux éléments.

Faire le shéma des expériences.

2

Conservation de la masse et non-conservation du volume.

Dernière mise à jour le 05 septembre 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Savoir que la masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière.
Durée
35 minutes (3 phases)
Matériel
seringue, balance, deux verres par groupe, cuillère, 10ml de sel

1. Situation déclenchante: comment peut-on vérifier que la quantité de sel que l'on a mise est identique à celle dissoute?

collectif | 10 min. | découverte

1- Collectivement: réfléchir à la manière dont on pourrait vérifier que la quantité de sel reste la même: dissout ou non. Si les élèves ne parviennent pas à le trouver, les guider vers la pesée.

2- Collectivement: décrire les différentes pesées: sel seul, eau seule puis solution. A votre avis, que va-t-il se passer au niveau du poids?

3- Collectivement: a votre avis, le volume d'eau salée est-il égale au volume  de sel + volume d'eau? Revenir sur la notion de volume si nécessaire.

2. Expérimentation

collectif | 15 min. | découverte

expérience 1:

peser le sel et l'eau séparément puis mélanger les deux et comparer le poids

 

Expérience 2:

* à l'aide d'une seringue, mesurer 10ml de sel puis 50ml d'eau. Réaliser le mélange et comparer en mettant la solution dans la seringue.

3. Trace écrite

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

2- Quelles sont les propriétés du mélange sel +eau?

Lorsqu'on mélange de l'eau et du sel, la masse est conservée, mais pas le volume.

Schématisation des expériences faites.

 

3

Tous les solides en grains sont-ils solubles dans l'eau?

Dernière mise à jour le 12 septembre 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d'un mélange.
- Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction).
Durée
80 minutes (7 phases)
Matériel
farine, poivre en grains, café moulu, seringue, loupe, petite cuillère, eau café moulu, trois verres par groupe, filtres, récipient hermétique fermé, essoreuse à salades.

1. Situation déclenchante: tous les solides en grains sont-ils solubles dans l'eau?

collectif | 5 min. | découverte

1-Collectivement: rappels en s'assurant de la bonne compréhension de la solubilité.

2- Collectivement: poser la question de départ: connaissez-vous des grains qui ne sont pas solubles. Les réponses peuvent être relevées et discutées.

2. Expérimentation

groupes de 4 | 10 min. | recherche

1- distribution du matériel,

2- observation des grains donnés et comparaison orale avec le sel distribué lors des séances précédentes

3- préparation des trois mélanges en mélangeant les différents grains solides à 50ml d'eau puis agiter

4- observation des mélanges:

* les grains de farines de ne voient plus après agitation, le mélange est laiteux, et les grain retombe lorsqu'on cesse d'agiter.

* les grains de poivre sont toujours visibles et ils retombent au fond du verre

* le café moulu: grains toujours visibles et ils retombent

 

3. Mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Introduire la notion de mélange homogène  et de mélange hétérogène.

* le mélange farine + eau est homogène quand on agite car les grains disparaissent mais,  il devient hétérogène lorsqu'on arrête d'agiter car les grains réapparaissent lors de la décantation.  On dit que c'est un mélange homogène instable

* les mélanges eau + poivre ou eau + café moulu sont des mélanges hétérogènes car les grains de disparaissent jamais.

4. Ecriture de la trace écrite

individuel | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

3- Tous les solides en grains sont-ils soluble dans l'eau?

​Tous les solides en grains ne sont pas solubles dans l'eau. Quand on mélange des solides en grains avec de l'eau on peut obtenir:

 

* des mélanges homogènes instables (ex: farine + eau)

 

* des solutions homogènes stables (ex: sel + eau)

 

* des solutions hétérogènes (ex: poivre + eau)

 

 

 

5. Comment récupérer le solide en grains du mélange?

groupes de 4 | 20 min. | recherche

Chaque groupe propose une ou plusieurs expériences sur le cahier de recherche puis une présentation collective des expériences trouvées est réalisée en classe entière.

6. Expérimentation collective

collectif | 15 min. | découverte

Expérience 1: la décantation

Certains mélanges sont laissé de côté pour la fin de la séance.

 

Expérience 2: la filtration

Un filtre est distribué à chaque groupe et il filtre le mélange de leur choix.

Expérience 3 réalisée en groupe classe : centrifugeuse:

Mettre le un mélange eau + farine dans un bocal fermé et le fixer à une essoreuse à salades. Faire tourner le panier rapidement puis observer.

 

7. Rédaction de la trace écrite

collectif | 10 min. | découverte

4- Comment récupérer le solide en grains d'un mélange?

Pour récupérer les grains on peut:

* utiliser la filtration à l'aide d'un filtre ou d'un tamis

* utiliser la décantation c'est à dire laisser le mélange au repos.

* utiliser la centrifugeuse c'est à dire faire tourner le mélange à grande vitesse.

4

Tous les liquides sont-ils solubles dans l'eau?

Dernière mise à jour le 19 septembre 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Connaître quelques propriétés de la matière solide ou liquide (par exemple : densité, solubilité, élasticité...).
- Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction).
Durée
75 minutes (6 phases)
Matériel
Glycérine, pipette, seringue, huile, encre, agitateur

1. Situation déclenchante

collectif | 10 min. | découverte

1- Rappels des séances précédentes en insistant sur le vocabulaire: soluble, dissoudre, mélange homogène stable, mélange homogène instable, mélange hétérogène.

2- Poser la question suivante: Connaissez-vous des liquide qui peuvent être solubles dans l'eau?  Préciser si l'exemple du sirop et du vinaigre sont proposés qu'on ne réalise pas une dissolution mais juste une dilution car le sirop est constitué de sirop dissous dans de l'eau et le vinaigre est un mélange avec de l'acide acétique)

3- Collectivement: aujourd'hui, nous allons faire différentes expérimentation avec les liquides suivants: la glycérine, l'huile et l'eau.

2. Expérimentation

collectif | 25 min. | découverte

Activité 1: colorer la glycérine afin de pour vérifier sa missibilité

Activité 2: préparation des mélanges eau + huile:

1- eau 50ml puis 5ml d'huile: faire une première observation, agiter le mélange puis faire une deuxième observation

2- 5ml puis 50ml d'eau: faire une 1ère observation avant d'giter puis une seconde après.

A la fin de ces deux premières expériences, introduire le terme d'émulsion.

Activité 3: préparation des mélanges glycérine + eau

1- eau 50ml et 5ml de glycérine: observation avant et après agitation

2- 5ml de glycérine puis 50ml d'eau: observation avant et après agitation

A la fin de l'activité, parvenir à la conclusion: le mélange glycérine est homogène et stable. On peut donc appeler cela une solution.

CONSERVER LES 4 MELANGES

3. Trace écrite

individuel | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

5- Tous les liquides sont-ils solubles dans l'eau?​

Lorsque deux liquides se mélangent, on dit qu'ils sont miscibles. Le mélange obtenu est homogène: c'est une solution.

Lorsque deux liquides sont non miscibles, on dit que le mélange est hétérogène. En mélangeant ces deux liquides, on obtient une émulsion : les deux liquides forment des petites gouttelettes mais chaque liquide se sépare  à nouveau après une période de repos.

4. Comment séparer les deux parties des mélanges?

collectif | 10 min. | découverte

Les enfants proposent différentes expériences qui sont discutées, validées ou non. Retenir l'expérience de l'évaporation (une petite quantité de mélange est mis en fond de classe) ;  de la décantation: idem  et tester celle de la filtration si elle est proposée.

Si les enfants n'y pensent pas, les mettre sur la piste de la solidification d'un élément par un jeu de questions réponses.

5. Expérimentation: la solidification

collectif | 10 min. | recherche

1- Expliquer que l'huile se solidifie à 3°C et que la glycérine à 0°C

2- Demander aux élèves où l'on peut placer les mélanges: réponse attendues: l'eau + huile dans le réfrigérateur mais glycérine + eau dans le congélateur.

 

Faire les observations le lendemains et passer à la trace écrite

6. Trace écrite

collectif | 10 min. | découverte

6- Comment séparer un mélange composé de deux parties liquides?

* la décantation: elle fonctionne lorsque le mélange n'est pas miscible, c'est à dire en cas d'émulsion.

* la solidification d'un des liquides.

* l'évaporation: cela fonctionne pour la glycérine

5

Tous les gaz sont-ils solubles dans l'eau?

Dernière mise à jour le 27 septembre 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction).
Durée
40 minutes (3 phases)
Matériel
analyse de PH, seringue, eau de chaux, petite bouteille d'eau avec adjonction de gaz carbonique, verre, paille, pionte pour percer le bouchon

1. Situation déclenchante

collectif | 10 min. | découverte

1- montrer la bouteille d'eau gazeuse puis observation collective lorsqu'on ouvre et que l'on ferme le bouchon. Les observations peuvent être les suivantes: quand on ouvre la bouteille les bulles de gaz apparaissent puis elle disparaissent lorsqu'on la referme.

2- Faire lire l'étiquette à un élève puis noter au tableau la composition. Connaissez-vous certains composants? Réponse attendue: le CO2 aussi appelé dioxyde de carbone.

3- Présenter l'eau de chaux et sa fonction: ce produit permet de vérifier la présence de dioxyde de carbone. Si la bouteille contient du gaz CO2, l'eau de chaux deviendra blanche et opaque

2. Expérimentation: vérification que le gaz dissous dans l'eau est bien du CO2

collectif | 15 min. | recherche

1- Percer la bouteille avec un trou pour y introduire la seringue.

2- Introduire la seringue dans le bouchon, secouer légèrement la bouteille et prélever le gaz

3- Mettre le gaz dans l'eau de chaux puis observer.

3. Rédiger la trace écrite

individuel | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

5- Tous les gaz sont-ils solubles dans l'eau?

 

Le gaz contenu dans l'eau gazeuse ne se voit pas: il est dissous dans l'eau. Il se sépare de l'eau lorsqu'on ouvre la bouteille car on voit des bulles.

D'autres gaz sont solubles dans l'eau comme l'oxygène que les poissons respirent.