L' eau dans notre environnement
 
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Bar of light Animation

  

 MathsPhysiC                                Classe de 5° travaux pratiques la matière

 

 

·                    A -L’eau dans notre environnement


Activités : Document

 

I-L’eau dans notre environnement

 

1-Analyse de documents 

Le cycle de l'eau

 

1) Sous l'effet de la chaleur du Soleil, que devient l'eau de la mer ?

2) D'où provient l'eau contenue dans les nuages ?

3) Pourquoi la vapeur d'eau se condense-t-elle lorsqu'elle s'élève dans l’atmosphère ?

4) L'eau des nuages retombe sur la Terre sous forme de précipitations. Indique quelques exemples de précipitations.

5) D'où provient l'eau alimentant la mer ?

6) Quelles sont les étapes du cycle correspondant à un changement d’état ? Précise dans chaque cas l'état de l'eau avant et après le changement d'état.

 

2-Compléte : les états de l'eau.

Etat de l'eau

Pluie

Nuage

Givre

Rosée

Brouillard

Verglas

Iceberg

Buée

Vapeur

Solide

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liquide

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gaz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Que vous rappelle ce tableau ?

 

II- Le test de reconnaissance de l’eau

 

1-Préparation du réactif

 

On chauffe en remuant la poudre.

Qu'observez-vous ?      

 

Donnez une interprétation :

 

Schéma

 

2-Test de l'eau

● Dépose du sulfate de cuivre anhydre sur une soucoupe et répartissez-le en plusieurs tas.Verse dans chacune de ces coupelles quelques gouttes de liquide.

● Recommence l'expérience avec des aliments en déposant du sulfate  de cuivre anhydre sur un morceau de pomme, de pain et de sucre.

 

3-Observation :

 

 Substances à tester 

Couleur prise par le sulfatede cuivre

 anhydre

Le liquide contient-il de l'eau ?

 

Liquides

 

Huile

 

 

Lait

 

 

Jus de fruit

 

 

Cyclohexane

 

 

Liquide de vaisselle

 

 

Solides

Pain frais

 

 

fruit

 

 

Pomme de terre

 

 

Gaz

Laissez pendant quelques jours du sulfate de cuivre anhydre à l'air libre de la salle.

Qu'observez-vous ? ………………………………………………………………………

4-Conclusion :

 Les liquides alimentaires (en particulier toutes les boissons ) contiennent ………………… sauf ………………………….

 Les liquides non alimentaires ………………………………………………………………………

 La plupart des aliments solides ……………………………………………………………………

 L'air qui nous entoure contient-il de l'eau ? …………………………………………………

 

 

·                      B-Mélanges aqueux

 

Activités : Travaux pratiques

 

I- Obtenir une eau limpide

 

1-Les deux sortes de mélanges.

    Complète le tableau suivant en indiquant le mélage homgène et hétérogène.

Jus d'orange

eau boueuse

café

eau salée

sirop de menthe

eau + huile

vinaigrette

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Pourquoi les appelle-t-on des mélanges ?

 Quels sont les mélanges dans lesquels vous pouvez distinguer, à l'œil nu, plusieurs constituants ?

 Ces mélanges sont dits hétérogènes. Les autres sont dits homogènes.

 

2- La décantation

a- Les mélanges homogènes

● Observons un verre de menthe à l'eau: ………………………..

Cette boisson est un mélange………………………..

 

● Fais un schéma de l'expérience.

 

b- Les mélanges hétérogènes

● Versons dans un verre de dans un verre à pied.

● Laissons la reposer

1 Réalise une décantation

Tu disposes d'une bouteille de jus de fruit avec pulpe et d'un bêcher.

Verse l'eau boueuse dans le bêcher, puis laisse reposer quelques instants.

nous observons…………………………

C’est un mélange ………………………

Fais un schéma de l'expérience.

Schéma

 

Schéma

 

 

 

 

 

 

 

c-Observations

observation : Les particules solides et lourdes se……………………………… au fond du tube. Le liquide au-dessus du dépôt est ……………………………….. et plus ……………………………...

 

3-La filtration

Expérience :

● Verse le contenu du verre à pied dans le filtre en papier placé sur un entonnoir

Qu'observe-t-on sur le filtre?

 

Le liquide obtenu est-il limpide?

 

Fais un schéma annoté de l'expérience.

 

Schéma

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-Conclusion :

………………………………………………………………………………………………………

II- Recueillir le gaz dissous dans une boisson.

● Lorsque l'on verse une boisson gazeuse, on observe des bulles de gaz. Comment recueillir ce gaz?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

1-Expérience :

Le gaz dissous dans la boisson pétillante peut être recueilli par déplacement d'eau.

 

Le dégazage s'accélère si nous agitons la bouteille ou si nous la chauffons légèrement.

 

Le gaz recueilli est…………………………………

 

Schéma

 

2-Conclusion :

………………………………………………………………………………………………………

III- Identifier le gaz dissous

 

1-Expérience :

● Tu disposes d'eau de chaux dans un verre à pied.

● Souffle dans l'eau de chaux avec une paille.

Qu'observes-tu?

 

L’air expiré barbote dans l'eau de chaux. Qu'observes-tu?

 

Schéma

 

2-Conclusion :

 ………………………………………………………………………………………………………

 

·                      C-Mélanges homogènes et corps purs

  

Activités : Document et Travaux pratiques

 

I- Des solides dissous dans l’eau

1-Analyse de documents 

Récupérer une étiquette d'eau minérale et compléte le tableau ci-dessous

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

Substances

Bicarbonates

Chlorure

Sulfate

Fluorure

Teneur (en mg/L)

 

 

 

 

 

Substances

Nitrate

Magnésium

Sodium

Calcium

Teneur (en mg/L)

 

 

 

 

 

2-Expérience :

●  Verse un peu d'eau du robinet dans un bécher. Porte le liquide à ébullition jusqu'à vaporisation complète de l'eau.

Que remarques-tu au fond du bécher ?. ………………………………………………………………

●  L'évaporation de l'eau minérale

Laissons pendant une semaine une soucoupe contenant de l'eau minérale à l'air libre.

Après évaporation de l'eau minérale, on obtient…………………………………………………

3-Conclusion :

…………………………………………………………………………………………………

II- Obtenir de l’eau pure

L'eau minérale n'est pas un corps pur: comment obte­nir de l'eau pure à partir d'une eau minérale?

…………………………………………………………………………………………………

4-Expérience :

● Réalise le montage suivant. Fais circuler de l'eau froide dans le réfrigérant.

● Verse de l'eau du robinet dans le ballon et fais la bouillir jusqu'à sa vaporisation complète.

● Récupère le liquide, appelé distillat, qui s'écoule du réfrigérant.

● Laissons évaporer complètement le distillat.

 

Reste-t-il un dépôt sur les parois du tube?

………………………………………………………………………………

 

Schéma

 

5-Observations :

Lors de l'ébullition, il se forme de la …………………….. qui s'élève et passe dans le tube réfrigérant. Elle est alors refroidie et se………………………. Le liquide recueilli dans le bécher est…………………. et ……………………

On l'appelle distillat.                                  

Test au sulfate de cuivre anhydre : ……………………………………………………

 

6-Interprète les résultats d'une distillation

● Le distillat contient-il des particules dissoutes?

………………………………………………………………………………………………………………

 

● Où sont restés les sels minéraux dissous dans l'eau du robinet?

………………………………………………………………………………………………………………

7-Conclusion :

………………………………………………………………………………………………………………

III- Analyse d’un mélange homogène par chromatographie

 

En mélangeant de la peinture jaune et de la peinture bleue, on obtient de la peinture verte. L'encre verte d'un feutre est-elle un mélange d'encre jaune et d'encre bleue?

 

1-Expérience :

● Verse de l'eau dans un bécher sur une hauteur de 1 cm environ.

Découpe une bande de papier-filtre de dimensions 2 cm x 8 cm.

 

● À l'aide d'une pipette fine dépose sur le papier une goutte du colorant alimentaire vert, à 2 cm du bord inférieur de la bande de papier.

Suspends le papier avec un bâtonnet de sorte que le bas du papier trempe dans l'eau.

 

● Attendre 15 minutes puis retirer le papier du bécher. Laisser sécher.

  

Schéma

 

2-Résultat

Que remarques-tu?

L’éluant, en s'élevant dans le papier, entraîne les colorants à des vitesses différentes.

On obtient le chromatogramme.

…………………………………………………………………………………………………………………

3-Conclusion

…………………………………………………………………………………………………………………

Le colorant vert est constitué de deux colorants: un jaune et un bleu.

D'après le tableau ci-dessous, la tache bleue correspond au bleu patenté, de code E131 et la tache jaune à la tartrazine de code E102.

 

En cas de doute, recommencer une chromatographie en plaçant d'un côté de la tache verte un dépôt de bleu patenté et de l'autre côté un dépôt de tartrazine.

À la fin de la chromato­graphie, les deux taches bleues doivent être à la même hauteur de même que les deux taches jaunes.

 

Code

Nom

Couleur

E102

Tartrazine

Jaune

E122

Azorubine

Rouge

E131

Bleu patenté

Bleu

E150

Caramel

brun

 

·                      D-Les états de la matière

 

Activités : Travaux pratiques

 

I- Les trois états physiques de l’eau

 

1- l'état Liquide

Il existe, d'autres liquides que l'eau: le vinai­gré, l'alcool, l'huile, l'essence...

1. La forme et  la surface libre d’un liquide

a) 1ère  expérience :  réaliser le dispositif expérimental.

 

 Quel est le rôle du fil à plomb ? ………………………………….

 

 A quoi sert l'équerre? …………………………………………………

 

    Vérifiez votre affirmation en plaçant l'équerre dans la même position en trois endroits différents.

 

b) 2ème expérience.

 

 glissez délicatement une cale sous le bord du cristallisoir.                                                         

 observez et complétez le schéma en représentant l'équerre et la surface libre.                                              

 Versez de l'eau aux 3/4 du bécher. Observez. Représentez la surface libre et coloriez le liquide.

 Transvasez ce liquide successivement dans chacun des trois autres récipients et complétez les  schémas comme précédemment.

 Le liquide a-t-il une forme particulière ? …………………………………………………………

Précisez :

………………………………………………………… 

 

2-Conclusion

…………………………………………………………………………………………………………

2- l'état solide

a-Propriétés de l'état solide.

1°/ Observation de solides.

Objets : morceau de sucre- glaçon- bouchon- craie- ballon- sel- sable- farine- sucre en poudre- riz.

Pouvez-vous les saisir totalement entre les doigts ? ……………………………………………………..

Si oui, lesquels ? ………………………………………………………………………………………………………………

Que pouvez-vous dire pour les autres ? …………………………………………………………………………

Les solides qu'on peut saisir entièrement dans la main sont appelés solides compacts. Les autres sont 

appelés solides divisés.

 

 2°/ Expériences :

Mettez du sable dans un bécher.

- dessinez ce que vous observez sans toucher au bécher.

- que pouvez-vous dire de la surface libre ? …………………………………………………………………

         

Versez le contenu du bécher successivement dans un verre à pied et un erlenmeyer.

Observez et représentez la surface libre.

Le solide a-t-il une forme particulière ? …………………………………………………………………………

Précisez : ………………………………………………………………………………………………………………

 

b-Conclusion

 

3- l'état gazeux

 

a-Le caractère compressible et expansible des gaz

1°/ Citez des exemples de gaz : ……………………………………………………………………

De l'air est enfermé dans une seringue dont on bouche l'extrémité.

En appuyant sur le piston de la seringue, on ……………………………………………………………………

En poussant sur le piston de la seringue, ……………………………………………………………………

2°/ Expérience .

 Chauffer dans un ballon fermé, quelques paillettes de diiode.           

 Observation : la vapeur d'iode remplit tout le ballon.

 Citez un exemple de la vie courante qui confirme cette observation.

…………………………………………………………….

Schéma

Schéma

 

b-Conclusion

……………………………………………………………………………………………………………………

II-1-Volume, masse et température 

 

1-Le volume

a-Les unités

Unités de capacité

kL

hL

daL

L

dL

cL

mL

Unités de volume

m3

 

 

dm3

 

 

cm3

Conversion

 

 

 

 

 

 

 

Conversion

 

 

 

 

 

 

 

b-Mesure d’un volume

Expérience 1

    - mettre 40 mL d’eau du robinet dans l’éprouvette graduée.

    - Vérifiez que votre mesure est correcte en lisant la fiche méthode « j’apprends à mesurer le  

      volume d’une liquide »

    - Représentez le ménisque du liquide sur le schéma qui suit.

    - Schématisez la position de vos yeux lors de la mesure.

 

Expérience 2

- Remplissez le bécher d’un volume quelconque d’eau. Faites une estimation du volume.

V1 =…………………….

Transvasez l’eau contenue dans le bécher dans une éprouvette sèche.

Mesurez le volume. V2  ………………

- Le volume mesuré avec l’éprouvette est-il le même que celui obtenu avec le bécher ?

 Si ce n’est pas le cas, proposez une explication.

…………………………………………………………………………………………….……………

Expérience 3

- Aspirez 5 mL d’eau avec la seringue. (attention, il ne doit plus rester d’air dans la seringue)

- Dirigez la seringue vers le bas.

- Appuyez sur le piston tout en comptant le nombre de gouttes pour un volume de 1 mL.

- Déduisez le volume d’une goutte d’eau.

…………………………………………………………………………………………………………

Résultat :

…………………………………………………………………………………………………………………… 

2-La masse

Dans un premier temps, le récipient vide est placé sur la balance. Puis on remet la balance à zéro : c'est la tare. On verse ensuite dans le récipient 200 mL d'eau. La masse de ce volume d'eau se lit alors directement sur la balance.

 

Résultat :

……………………………………………………………………………………………………………………

III- Les changements d’état

 

● Au cours de l’année les paysages changent. En hiver, les montagnes se recouvrent de neige les lacs gèlent. Au printemps la neige fond ainsi que la glace qui recouvre les lacs. Quelle est la cause des changements d’état de l’eau ?

……………………………………………………………………………………………………………………

Expérience 1

● Chauffe de la glace contenue dans un tube à essai pour obtenir de l'eau liquide.

 Place ensuite le tube à essai dans un mélange réfrigérant.

 

● Un mélange réfrigérant est un mélange de glace pilée et de sel.

 

Il permet d'obtenir des basses températures (ici - 8 °C).

Expérience 2

● Chauffe de l'eau dans un ballon.

 

● Place une soucoupe froide au-dessus du ballon quand l'eau bout. Comment nomme-t-on les changements d'état observés?

 

Des……………………………se forment sur une soucoupe froide lorsque l'eau bout dans le ballon.

 

Schéma

Schéma

 

IV- Masse et volume de l’eau pendant un changement d’état

 

Une bouteille en verre, remplie d'eau et bouchée, éclate lorsqu'elle est placée dans un congélateur.

L'eau solide occupe-t-elle plus de place que l'eau liquide? Est-elle plus lourde?

……………………………………………………………………………………………………………………………………

Expérience :

● Dans un congélateur, place une éprouvette graduée contenant 1000 ml d'eau liquide.

● Après solidification, sors l'éprouvette et repère le niveau de la glace.

● Pèse l'éprouvette graduée contenant de la glace et laisse-la se réchauffer.

● Pèse l'éprouvette après fusion de la glace.

● Note le niveau de l'eau. ……………………………

Schéma

 

●  Compare le volume de la glace à celui de l'eau liquide obtenue.

………………………………………………………………………………………………………

● L’indication de la balance a-t-elle changé après la fusion de la glace?

………………………………………………………………………………………………………

● Quelle est la masse de 1000 ml d'eau? Déduis-en la masse de 1 L d'eau.

……………………………………………………………………………………………………… 

 

·                      E-Etudes des changements d’état

 

Activités : Travaux pratiques

 

I- Étude de la fusion

 

1- Expérience :

● Verse de la glace pilée dans un tube à essai et places un thermomètre

et un agitateur.

● Plonge le tube dans un ballon contenant de l'eau chaude et déclenche

le chronomètre.

● Tout en agitant, relève la température toutes les minutes.

● Porte ces valeurs dans un tableau puis trace le graphique montrant

l'évolution de la température en fonction du temps.

Schéma

 

2- La représentation graphique

Temps t (min)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Température (°C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Observation de l'allure de la courbe.

Tracez sur une feuille de papier millimétré la courbe représentant l'évolution de la température en fonction du temps

- Décrire la courbe en utilisant obligatoirement le mot température.

………………………………………………………………………………………………………

- La partie de la courbe où la température reste constante est appelée……………………….

 

3-Conclusion :

………………………………………………………………………………………………………

II- Étude de la solidification

● Lorsque l'on refroidit un liquide, en général, sa température diminue. Dans quel cas ne diminue-t-elle pas?

………………………………………………………………………………………………………

1-Expérience :

 

● Verse de l'eau distillée dans un tube à essai et places-y un thermomètre et un agitateur.

Plonge le tube dans un mélange réfrigérant et déclenche le chronomètre.

Tout en agitant, relève la température toutes les minutes.

 

 

2- La représentation graphique

● À intervalles de temps t réguLiers, tout en L'agitant, on relève La température d'une eau distillée en train de se solidifier.

● Porte ces valeurs dans un tableau puis trace le graphique montrant l'évolution de la température en fonction du temps.

 

Temps t (min)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Température T (°C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Observation de l'allure de la courbe.

Tracez sur une feuille de papier millimétré la courbe représentant l'évolution de la température en fonction du temps

- Décrire la courbe en utilisant obligatoirement le mot température.

- La partie de la courbe où la température reste constante est appelée………………………

 

● Recommence l'expérience avec de l'eau salée. Qu'observes-tu?

………………………………………………………………………………………………………

3-Conclusion :

………………………………………………………………………………………………………

III- Étude de l’ébullition

● Lorsque l’on chauffe de l’eau sa température augmente. Augmente-elle encore lorsque I’eau bout? L’eau bout-elle toujours à la même température?

………………………………………………………………………………………………………

1- L'ébullition sous La pression atmosphérique

Expérience :

● Place un ballon contenant de l'eau distillée dans un chauffe-ballon.

Relève la température toutes les deux minutes puis trace le graphique montrant l'évolution de la température de l'eau en fonction du temps.

Qu'observes-tu?

 

La représentation graphique

À intervalles de temps t réguliers, on relève la température e d'une eau distillée en train de chauffer

On releve la température toutes les minutes jusqu'à ébullition de l'eau.

 

Temps t (min)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Température T (°C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Observation de l'allure de la courbe.

Tracez sur une feuille de papier millimétré la courbe représentant l'évolution de la température en fonction du temps

- Décrire la courbe en utilisant obligatoirement le mot température.

- La partie de la courbe où la température reste constante est appelée………………………

 

2-L'ébullition sous pression réduite

Expérience :

● Relie une fiole à vide, contenant  de l'eau à 80°C, à une trompe à eau.

● Ferme la fiole avec un bouchon traversé par un thermomètre et un capteur de pression. Mesure la pression.

● Mets en marche la trompe à eau pour diminuer la pression.

Note les valeurs de la température et de la pression. Qu'observes-tu?

………………………………………………………………………………………………………

3-Conclusion :

……………………………………………………………………………………………………

 

·                      F-L’eau solvant

 

Activités : Travaux pratiques

 

I- Dissolution de solides dans l’eau

 

● Les étiquettes d’eaux minérales mentionnent la présence de substances dissoutes.

Peut-on dissoudre n’importe quel solide dans eau et en n’importe quelle quantité?

………………………………………………………………………………………………………

Expérience :

● Dans différents tubes à essai contenant de l'eau,

introduis une pincée de diverses substances: Sel, sable,

farine et sucre. Agite.

● Note tes observations,

● Dans le tube contenant l'eau salée, continue à

ajouter du sel et agite

● Qu'observes-tu? ……………………………

a) Le sel est soluble dans l'eau.

b) La solution est saturée en sel.

c) La farine n'est pas soluble dans l'eau.

 

II- Liquides miscibles ou non miscibles

● Sur certains pots de peinture, il est précisé que les outils peuvent être nettoyés avec de l'eau. Tous les liquides se mélangent-ils avec l'eau?

……………………………………………………………………………………………………… 

Expérience :

Expérience 1

● Dans différents tubes à essai contenant de l'eau, verse divers liquides: Huile, vinaigre, white-spirit  et sirop de grenadine. Agite puis laisse reposer.

Note tes observations.

 

 

Expérience 2

● Dans un erlenmeyer, verse 20 ml d'eau et 20 ml d'huile.

● Bouche l'erlenmeyer et agite.

● Transvase ensuite le mélange obtenu dans l'ampoule à décanter et laisse reposer quelques instants.

 

Conclusion

………………………………………………………………………………………………………

III- Conservation de la masse

 

● Pour préparer un biberon, on mélange 30 g de lait concentré avec 200 g d'eau. La masse du mélange est-elle égale à la somme des masses des substances mélangées?

………………………………………………………………………………………………………

Expérience 1 :

 

● Sur le plateau d'une balance, place un morceau de sucre et un bécher contenant de l'eau et un agitateur.

● Note l'indication de la balance. Mets le sucre dans le bécher.            .­

Dissous le sucre dans l'eau à l'aide de l'agitateur puis laisse celui-ci dans le bécher.

● Note tes observations.

……………………………………………………………………………

 

Schéma

 

Expérience 2 :

● Sur le plateau d'une balance, place deux béchers, l'un contenant de l'eau, l'autre du sirop de grenadine.

 

● Note l'indication de la balance.

………………………………………………………

 

Schéma

● Verse l'eau dans le bécher contenant la grenadine. Repose le bécher vide sur le plateau.

● Note tes observations.

………………………………………………………………………………………………………

● Recommence l'expérience en utilisant de l'eau et de l'huile.

● Note tes observations.

………………………………………………………………………………………………………

 

 

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