1S ECE : PREPARATION DE SOLUTION DE CONCENTRATION Thème ...

1 Acad mie d Orl ans-Tours Florence Trouillet 1 1S Th me : Comprendre ECE : PREPARATION DE SOLUTION DE CONCENTRATION DONNEE EN IONS DESCRIPTIF DE SUJET DESTINE AU PROFESSEUR Comp tences exigibles du Coh sion et transformations de la mati re laborer et r aliser un protocole de pr paration d une SOLUTION ionique de CONCENTRATION donn e en ions. T ches r aliser par le candidat Dans ce sujet on demande au candidat de : Extraire et exploiter des informations pr sentes dans divers documents. Proposer un protocole pour fabriquer une SOLUTION de CONCENTRATION donn e en ions par dissolution. Pr parer cette SOLUTION en respectant les r gles de s curit . Comp tences valu es Coefficients respectifs Cette preuve permet d' valuer les comp tences : S approprier (APP) ; coefficient 2 Analyser (ANA) ; coefficient 3 R aliser (REA) ; coefficient 1 Pr paration du poste de travail Pr caution de s curit : Manipuler le chlorure de fer III hexahydrat solide avec des gants.

2 Pr voir : Des gants. Le mat riel dans son int gralit (la liste comporte volontairement des erlenmeyers, fioles, b , le candidat devant choisir le mat riel appropri ). Plusieurs exemplaires de la fiche donnant la SOLUTION totale pour l appel 2. D roulement de l preuve Gestion des diff rents appels Minutage conseill : APP (20 min conseill es) ANA (25-30 min) REA (10 min) Il est pr vu 3 appels obligatoires de la part du candidat. Lors de l appel 1, l examinateur v rifie que le candidat a su extraire et exploiter les informations utiles dans les documents. Lors de l appel 2, l examinateur v rifie que le candidat sait proposer un protocole de pr paration de SOLUTION par dissolution. L examinateur observe le candidat en continu dans la partie R aliser . Il est attentif la fa on dont le candidat volue dans l environnement du laboratoire, organise son poste de travail, utilise le mat riel avec pertinence, respecte les proc dures et les r gles de s curit.

3 Lors de l appel 3, l examinateur examine les solutions pr par es. Remarques Les d finitions sont donn es car l objet de cette ECE n est pas d valuer ces connaissances. Acad mie d Orl ans-Tours Florence Trouillet 2 LISTE DE MAT RIEL DESTIN E AUX PROFESSEURS ET AU PERSONNEL DE LABORATOIRE 1. Pour chaque poste Paillasse l ves : (x 9 groupes + 1 secours) Un flacon contenant environ 5 g de chlorure de fer III hexahydrat Une spatule fine Un sabot de pes e Un entonnoir Une balance pr cise au dixi me ou au centi me de gramme Une fiole de 100,0 mL + bouchon Une fiole de 50,0 mL + bouchon Un b cher de 100 mL Un erlenmeyer de 250 mL Des gants et lunettes de s curit Une pissette d eau distill e Un chiffon Paillasse professeur : Rien Documents mis disposition des l ves : Aucun 2.

4 Particularit s du sujet, conseils de mise en uvre Cette ECE est pr vue pour une dur e de 55 minutes (+ temps de rotation) en individuel. Pour faciliter l valuation de 9 candidats simultan ment (les autres l ves du groupe sont plac s en valuation crite par exemple), on demandera aux l ves de se d placer au bureau pour faire valider les parties APP et ANA ; cela permettra au professeur de valider les r ponses des l ves tout en observant le reste de la classe. Le professeur se d placera pour valider la partie REA. Le protocole pourra tre donn au brouillon pour une correction par crit ; on vitera ainsi que les autres l ves puissent entendre les questions lucidantes pos es par le professeur au groupe pr sent au bureau (ou les aides donn es l oral). Acad mie d Orl ans-Tours Florence Trouillet 3 NONC DESTIN AU CANDIDAT Comp tences travaill es : APP : extraire des informations utiles.

5 ANA : analyser ; concevoir un protocole exp rimental. REA : r aliser un dispositif exp rimental en respectant les r gles de s curit ; ma triser certains gestes techniques. CONTEXTE Le chlorure de fer(III), galement appel chlorure ferrique ou perchlorure de fer, est un sel de fer de formule chimique FeCl3. C'est un compos tr s hygroscopique (qui a tendance absorber l humidit de l air). La r action de dissolution dans l'eau des cristaux de chlorure de fer (III) anhydres (secs) est tr s exothermique et forme une SOLUTION acide marron. Ce liquide corrosif est utilis pour traiter les eaux us es et les eaux d'adduction. On dispose d un flacon contenant du chlorure de fer (III) hexahydrat en poudre dont l tiquette est reproduite ci-dessous. Comment pr parer une SOLUTION de CONCENTRATION donn e en ions partir de ces cristaux ? DOCUMENTS A VOTRE DISPOSITION Document 1 : Etiquette du flacon Document 2 : Quelques d finitions On appelle CONCENTRATION molaire en solut apport C d une SOLUTION , le rapport entre la quantit de solut mise en SOLUTION (en mol) et le volume de la SOLUTION (en L) : C = Vn.

6 C est exprim en On appelle CONCENTRATION molaire d un ion X en SOLUTION , le rapport entre la quantit d ions (en mol) et le volume de la SOLUTION (en L) : [X] = V)X(n. [X] est exprim en Document 3 : Pr paration d une SOLUTION aqueuse On peut pr parer une SOLUTION aqueuse selon deux m thodes : - par dissolution d une masse connue de solide dans l eau ; - par dilution d une SOLUTION de CONCENTRATION donn e. Chlorure de fer (III) hexahydrat Formule FeCl3,6 H2O Masse molaire : 270,3 Solubilit dans l eau : 920 20 C Mention de danger : H302 ; H314 Conseils de prudence : P102 ; P280 ; P302 + P352 ; P305 + P351 + P338 + P310 + P321 APP ANA REA 20 Acad mie d Orl ans-Tours Florence Trouillet 4 TRAVAIL A EFFECTUER 1. Comprendre les indications de l tiquette (15-20 minutes conseill es avec le temps de lecture du sujet).

7 D finir le terme hexahydrat en s appuyant sur deux informations pr sentes dans le contexte et/ou les documents. Citer les sources.. On a MCl = 35,5 , MFe = 55,8 ,MH = 1 , M0 = 16 Retrouver la masse molaire.. Quelle est la signification des pictogrammes figurant sur l tiquette ? .. 2. Proposer un protocole (25-30 minutes conseill es) Equilibrer l quation de dissolution du chlorure de fer (III) hexahydrat dans l eau : FeCl3 (s) .. Fe3+ (aq) + ..Cl- (aq) On note n0, la quantit initiale de chlorure de fer (III) hexahydrat apport e. Compl ter le tableau d avancement ci-dessous : Equation FeCl3 (s) .. Fe3+ (aq) + .. Cl- (aq) Etat initial x = 0 n0 0 0 En cours x .. Etat final xmax = .. 0 .. En d duire la relation entre la CONCENTRATION en solut apport C et la CONCENTRATION en ion Fe3+ not e [Fe3+].

8 Elaborer un protocole pour pr parer 100 mL de SOLUTION de chlorure de fer III de CONCENTRATION en ions Fe3+ gale 4, partir des cristaux hexahydrat s. Indiquer la liste du mat riel et d tailler les tapes de la r alisation. (Le faire d abord au brouillon pour le montrer au professeur puis recopier le protocole valid .) .. 3. R aliser le protocole propos en respectant les consignes de s curit . (10 minutes conseill es) APPEL N 1 Se rendre au bureau pour pr senter le travail au professeur ou en cas de difficult . APPEL N 2 Se rendre au bureau pour pr senter le travail au professeur ou en cas de difficult . APPEL N 3 Appeler le professeur pour lui pr senter la SOLUTION pr par e ou en cas de difficult . Acad mie d Orl ans-Tours Florence Trouillet 5 REP RES POUR L VALUATION Le candidat est en situation d valuation, l examinateur ne doit pas fournir d explicitation des erreurs ni de la d marche conduire.

9 Ses interventions sont pr cises, elles servent de relance pour faire r agir le candidat ou bien pour lui permettre d avancer pour tre valu sur d autres comp tences. Les erreurs d tect es par le professeur en continu ou lors d un appel sont forc ment suivies d un questionnement ouvert si ces erreurs conduisent l l ve une impasse. 1. Comprendre les indications de l tiquette La comp tence S APPROPRIER est valu e lors de l appel 1. La dur e conseill e pour cette partie est de 20 minutes (temps de lecture du sujet inclus). Le crit re retenu pour l valuation de la comp tence S APPROPRIER est le suivant : extraire les informations utiles. Le candidat doit tre capable de : - relier le terme hexahydrat aux informations de l tiquette (+ 6 H2O) et aux informations du texte pr sentant le contexte ( hygroscopique ) ; - retrouver la masse molaire donn e dans l tiquette par calcul ; - retrouver que le chlorure de fer solide est corrosif et nocif.

10 Les candidats passeront au bureau pour valider leurs r ponses. On apportera des coups de pouce l oral si besoin sous forme de questions ouvertes ou de solutions partielles. Si les 5 points attendus sont donn s, le niveau obtenu est le niveau A pour la comp tence ANA. Si certains points sont flous ou non pr sents, l examinateur pourra les faire pr ciser au candidat l'aide de questions ouvertes. L'examinateur attend que le candidat sache corriger seul un oubli ou une maladresse. Si le candidat y parvient le niveau acquis pour ANA reste le niveau A. Si 4 des 5 points attendus sont donn s malgr l aide apport e par l examinateur sous forme de questions ouvertes ou de solutions partielles fournies l oral, le niveau acquis est alors le niveau B. Le niveau acquis est le niveau C si seulement 2 ou 3 points sont donn s malgr l aide de l examinateur. Le niveau acquis est le niveau D si les 3 r ponses sont incorrectes ou si une seule r ponse est donn e mais incompl te (questions ou ) et ceci, malgr l aide fournie par l examinateur.