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Démarche d'investigation

en TP de chimie

Page actualisée le 22 janvier 2014


Nous proposons dans cette nouvelle rubrique quelques exemples de Travaux Pratiques basés sur la "démarche d'investigation".

Nous avons choisi de proposer des exemples sur différents niveaux : de la seconde à la PC (CPGE), en passant par la terminale S et le BTS-chimiste.

Cette rubrique est ouverte. N'hésitez-pas à nous faire parvenir vos contributions à
rn-chimie@education.gouv.fr.

Nouveautés

Activité en investigation et étude documentaire : « Une eau, trois possibilités ! » par E. ANTONOT (edith.antonot@ac-nancy-metz.fr), Lycée Louis Vincent, METZ


Activité en investigation et étude documentaire : Analyse d’un mélange M d’acides ou de bases par E. ANTONOT (edith.antonot@ac-nancy-metz.fr), Lycée Louis Vincent, METZ 


Démarche d'investigation en génie chimique, Par L. PEILLON et A. CLERC, Lycée Galilée, Gennevilliers

Dans le cadre de l'enseignement du génie chimique nous avons réalisé, auprès de nos étudiants de première année en apprentissage, un micro projet en TP de génie chimique. Ce travail s'inspire de la démarche d'investigation initiée par les nouveaux programmes de STL. La fabrication de cristaux d'éthanoate de sodium solide :

 


Publications


 

Exemples de TP illustrant la démarche d'investigation en :

 


Démarche d'investigation en classe de seconde par Vincent Mas, lycée François Arago, Perpignan :

 


Démarche d'investigation en classe de première S, par Vincent Mas, lycée François Arago, Perpignan :

 


Démarche d'investigation en classe de terminale S, par Vincent Mas, lycée François Arago, Perpignan

 

 


Démarche d'investigation en classe de CPGE


Démarche d'investigation en PC et PCSI

 

Démarche d'investigation en PCSI, par L. Héliot et S.Poublan

  • Activité d'initiation à la chimie organique
     

    • Document :  di_ae-orga_01.pdf

      • Tableau de compétences : p. 1-2

      • Ampoule à décanter : p. 3-4

      • Utilisation du Handbook : p. 5

      • Utilisation du banc Kofler : p. 6-7

      • Utilisation du réfractomètre : p. 8-10

      • Filtration sur Buchner : p. 11

      • Séchage d'un liquide : p. 12

      • Distillation fractionnée : p. 13-14

      • Recristallisation : p. 15-17
         

    • Tableau d'autoévaluation : di-ae-orga_autoeval_01.pdf

      • Autoévaluation (Comprendre / Analyser / Communiquer) : p. 1

      • Autoévaluation sur les techniques de laboratoire : p. 2-3
         

  • Activité de cinétique
     

    • Etude cinétique de l’hydrolyse du 2-chloro-2-méthylpropane : di_cinetique_autoeval_01.pdf

      • Texte et liste des compétences : p. 1-5

      • Auto-évaluation (Comprendre / Analyser / Communiquer) : p. 6

      • Conductivité d'une solution : p. 7

      • Mesure d'une conductivité : p. 8-13

      • Utilisation du grapheur Graph2D : p. 14-15

      • Grille d’auto-évaluation – Eléments de correction : p. 16

      • Méthodes de détermination des ordres utilisées : p. 17
         

    • Compte-rendu de la séance : di_cinetique__cr_01.pdf
       

  • Activité sur la classification des éléments  
     

    • Périodicité des propriétés (classification des éléments) : di_cpe_01.pdf,

      • Texte et liste des compétences : p. 1-6

      • Auto-évaluation (Comprendre / Analyser / Communiquer) : p. 6
         

    • Grille d’auto-évaluation : di_cpe_autoeval_01.pdf
       

    • Compte-rendu de la séance : di_cpe_cr_01.pdf
       

  • Compte-rendu de l'activité sur la vitamine C (Act. Chim.,2009, 333, p. 42-47) :
     


UN TP DE CHIMIE ORGANIQUE OU LES ETUDIANTS CHOISISSENT LEURS EXPERIENCES…, par Nicolas Cheymol (ENCPB, Paris) : thematiques_coe.pdf - thematiques_coe.zip

Annexes : exemples de comptes-rendus d'étudiants


ENTRE « TP CLASSIQUE » ET DEMARCHE D’INVESTIGATION OU DE LA REACTION DE CANNIZZARO A LA CONCEPTION DE FICHES SUR LES TECHNIQUES DE LA CHIMIE ORGANIQUE par Nicolas Cheymol (ENCPB, Paris) :

Lors de la réalisation de la réaction de Cannizzaro - dont le protocole expérimental a été fourni aux étudiants et la réaction réalisée dans son ensemble par chaque binôme - il a été demandé à chaque groupe de concevoir une fiche sur une des techniques rencontrées dans le protocole.
La fiche devait expliquer et détailler l’ensemble des gestes à effectuer et illustrer chaque étape par une photo
: tp_fiches_techniques_organiques.pdf  -  tp_fiches_techniques_organiques.zip


  • TP DE FAMILIARISATION AVEC LA SPECTROPHOTOMETRIE INFRA – ROUGE, par Nicolas Cheymol (ENCPB, Paris) :

    tp_appropriation_ir.pdf ; tp_appropriation_ir.zip.

    Découvrir, comprendre, utiliser et s’approprier la spectroscopie infrarouge en chimie organique.

 


Démarche d'investigation en classe de BTS-chimiste


Profil 1ère année de BTS-chimiste


Un TP d'analyse qualitative et quantitative de différents ions… sans aucune solution préparée !  par E. Beauvineau (ENCPB, Paris)


Un TP de A à Z (X. Bataille, ENCPB, Paris) : hydrolyse du benzonitrile en acide benzoïque :  tp_a_z_benzonitrile_.pdf (700 ko, 17 pages) (décembre 2007)

La mise au point d’un protocole expérimental de synthèse organique, même si elle n’est pas exigible à l’examen du BTS-Chimiste, constitue une activité particulièrement appréciée des étudiants. L’expérience décrite ci-dessous a été réalisée sur plusieurs séances où s’alternent 2 h de préparation en salle de cours et des séances de 4 h en salle de travaux pratiques avec des étudiants de première année, tous titulaires d’un bac STL-CLPI. C’est sous forme de questions / réponses que le protocole est mis au point puis dans un deuxième temps appliqué par les étudiants. Le choix s’est porté sur un grand classique : l’hydrolyse du benzonitrile en acide benzoïque.

 


Un TP de A à Z II (E. Beauvineau, ENCPB, Paris) : la synthèse de l'acétate de pentyle (amyle) : synthese_acetate_amyle.pdf (1 Mo, 17 pages). (février 2008)

  • Suite à l'hydrolyse du benzonitrile, voici un deuxième TP dans la rubrique "mise au point d’un protocole expérimental de synthèse organique". Il s'agit ici d'une estérification déplacée par un Dean-Stark.

Travaux pratiques de CLHP (C. Bazot et X. Bataille, ENCPB, Paris) (février 2007)
Les corrections sont disponibles : contacter rn-chimie@education.gouv.fr

 


Profil 2ème année de BTS-chimiste


TP Formulation d'un comprimé de lidocaïne (X. Bataille, ENCPB, Paris) :


Hydratation du 2-méthylbut-3-yne-2-ol en présence d’un catalyseur ionique métallique : hydrargyrum.pdf
(X. Bataille, E. Beauvineau, M. Rivière, ENCPB, Paris)

Recherche d'un nouveau catalyseur pour l'hydratation d'un alcyne.


Réduction(s), activations, CLHP et stéréochimie : hydrobenzoine.pdf (X. Bataille, ENCPB, Paris)

La réduction d’une fonction carbonyle par le tétrahydruroborate de sodium, NaBH4, constitue un « classique » de laboratoire. Le mode opératoire qui suit a été réalisé par des étudiants de début de deuxième année de BTS-chimiste. Ce sujet est librement inspiré du sujet n°3 de la session 2007 du BTS-chimiste. Les objectifs étaient multiples :

  • le protocole était minimisé, il fallait :

  • comparer une double réduction à une simple réduction de groupement carbonyle,

  • comparer l’activation micro-onde à l’activation thermique classique,

  • mettre en évidence l’intérêt de réaliser une recristallisation,

  • exploiter au mieux les analyses chromatographiques (CLHP, HPLC) et spectroscopiques,

  • déduire des analyses la stéréochimie de la réaction.


Oxydations comparées de la benzoïne en benzile (X.Bataille, ENCPB, Paris)
L’oxydation de la benzoïne en benzile constitue la première étape du sujet 2 du BTS 2003 « Préparation de l’acide benzilique ». Le mode opératoire propose une oxydation à l’acide nitrique au cours d’un reflux d’1h30. D’autres oxydations sont possibles en particulier en utilisant des réactifs moins toxiques ainsi que des temps de réaction plus courts. Nous proposons ici deux protocoles de substitution. Le premier utilise comme agent oxydant l’acétate de cuivre. Le second permet d’illustrer cette oxydation par deux synthèses en four micro-ondes : oxydation par MnO2 sur bentonite, et oxydation à l’acétate de cuivre. ox_benzoin_benzil.pdf

 

 

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