Combustion du carbone Classe de 4ème

1) Choix d’une situation et du problème par le professeur Question: « Que se passe t il lorsqu’on brûle du carbone ? » Les élèves savent que le charbon brûle: Discuter du barbecue et introduire la notion de réaction chimique, de réactif et de produit en prenant pour exemple le barbecue.

Objectif programme : la combustion du carbone nécessite du dioxygène et produit du dioxyde de carbone. Bilan de la combustion Réalisation de test du dioxyde de carbone. Thème de convergence : « environnement et développement durable »

2) Appropriation du problème par les élèves Situation qui a pu émerger des élèves: C’est au professeur de faire naître la situation au sein de la classe par un questionnement judicieux Hypothèses de départ: C’est l’air qui fait brûler le carbone! C’est le dioxygène qui fait brûler le carbone! Il se forme des fumées….

a) Travail en autonomie: Recherche au brouillon guidé par le professeur pour trouver les expériences qui permettrons de valider les hypothèses. Le professeur donne des pistes : -il faut faire plusieurs expériences -il faut faire des dessins

b) Mise en commun des résultats : Discussion autour de la validité des solutions trouvées Le professeur guide: Quel est le comburant?.... Pour arriver a ce que les élèves trouvent individuellement ou collectivement qu’il faut brûler le carbone dans le dioxygène On brûle du carbone dans l’air puis dans le dioxygène. On brûle du charbon dans l’air puis dans le dioxygène et on observe Dessins des expériences au tableau et description du matériel

On aimerait trouver les nouveaux corps (produits) qui apparaissent. Quels sont les tests que tu connais ? Rappelle toi en 5eme…… Amener les élèves à trouver le test simple qu’ils vont faire: le test de l’eau de chaux

Le professeur guide et précise: Comment faire ce test? A quel moment de l’expérience?...

« Quels sont les réactifs et quels sont les Reformulation de la question : A Noter dans leur cahier « Quels sont les réactifs et quels sont les produits de la combustion du carbone? »

4) Résolution du problème conduite par les élèves a) Expérience: Réalisation des expériences pour chaque groupe. Le professeur est une personne ressource : - qui décrit les expériences (il vaut mieux !) - qui donne le matériel - qui rappelle les consignes de sécurité - qui donne des infos supplémentaires

Le professeur aide: On doit d’abord réaliser l’expérience dans l’air puis on glisse le morceau de carbone dans le flacon de dioxygène (rempli par le professeur) et noter les observations au fur et à mesure Remarque: Possibilité de faire une fiche d’ activité Réponses aux questions qui demeurent

b) Observations: Les élèves vont comparer les deux combustions Ils vont observer l’eau de chaux et écrire le résultat du test. c) Interprétation: Confrontation avec les hypothèses de départ par groupe (individuellement) Les élèves notent leurs observations et leurs interprétations sur leur cahier

5) Échange argumenté autour des propositions Confrontation des résultats au sein de la classe et débat autour de la validité avec arguments. Le professeur apporte les infos pour écrire les résultats et la validation des hypothèses Question supplémentaire qui peut être traitée : Tout le dioxygène a-t -il disparu?

6) Acquisition et structure des connaissances Le professeur est alors coordinateur Qu’avez vous fait? Dans quel but? Que faut-il retenir?

Élaboration d’une trace écrite: Recherche par groupe Les élèves: - S’approprient le nouveau savoir - Reformulent les connaissances nouvelles Aide du professeur: Reformulation des définitions de réactif et de produit

Les élèves écrivent la conclusion générale à laquelle ils sont parvenus « La combustion du carbone est plus vive dans le dioxygène car c’est le comburant. Les réactifs sont le carbone et le dioxygène. Le produit est le dioxyde de carbone »

7) Opérationnalisation des connaissances EXERCICES d’application Réalisation d’une autre expérience de combustion : La Combustion du fer BILAN TERMINAL: interrogation ou devoir