Plan de leçon | Plan de leçon Tradisional | Équilibre: Produit de solubilité

Objectifs

Durée: 10 à 15 minutes

Cette étape du plan de leçon a pour but de présenter les principaux objectifs qui seront abordés en classe. Cela permet de guider l’attention des élèves et de les préparer aux concepts et calculs qui seront discutés. De plus, exposer ces objectifs aide les élèves à saisir l’importance du sujet et à voir comment il est applicable dans différents contextes, tant pratiques que théoriques.

Objectifs Utama:

1. Comprendre le concept de produit de solubilité (Ksp).

2. Savoir comment calculer le produit de solubilité pour différents sels.

3. Comprendre l'impact de l'ion commun sur la solubilité des sels.

Introduction

Durée: 10 à 15 minutes

Cette phase du plan de leçon a pour objectif de créer un contexte initial qui aide les élèves à se connecte à la matière de façon pratique et engageante. En présentant des anecdotes et des exemples du quotidien, nous visons à éveiller l’intérêt des élèves, facilitant ainsi leur compréhension des concepts qui seront approfondis par la suite. Cette connexion initiale est la clé d'un apprentissage significatif et captivant.

Le saviez-vous ?

Saviez-vous que le contrôle de la solubilité est essentiel dans divers processus industriels ? Par exemple, dans le domaine minier, le principe du produit de solubilité est utilisé pour précipiter des métaux précieux à partir de solutions aqueuses. De plus, dans le traitement de l’eau, il est crucial de gérer la solubilité des sels afin d'éviter la formation de tartre dans les tuyaux et les équipements.

Contextualisation

Pour débuter la leçon sur le Produit de Solubilité (Ksp), il est primordial de relier le concept à des situations de la vie courante que les élèves peuvent facilement reconnaître. Par exemple, expliquer que la solubilité de certaines substances dans l’eau est un phénomène courant, comme le fait de dissoudre du sel dans l’eau pour cuisiner ou la formation de dépôts de calcium dans les tuyaux. Relier ces exemples à l'idée que certaines substances se dissolvent plus facilement que d'autres, créant ainsi des solutions saturées où un excès de soluté reste sous forme solide.

Concepts

Durée: 50 à 60 minutes

Cette phase du plan de leçon a pour but d'approfondir la compréhension des élèves sur le Produit de Solubilité (Ksp) par une exposition détaillée des concepts et méthodes de calcul. En abordant des sujets spécifiques et en fournissant des exemples pratiques, l'objectif est de s'assurer que les élèves peuvent appliquer les connaissances acquises pour résoudre des problèmes liés à la solubilité et à l'effet de l'ion commun. Les questions proposées servent à renforcer l'apprentissage et à évaluer la compréhension des concepts discutés.

Sujets pertinents

1. Concept de Produit de Solubilité (Ksp) : Expliquez que le Produit de Solubilité est une constante d'équilibre qui concerne les sels peu solubles. Ksp représente le produit des concentrations molaires des ions dans une solution saturée, chaque concentration étant élevée au coefficient stœchiométrique des ions présents dans l'équation de dissolution.

2. Calcul du Produit de Solubilité : Détaillez le processus, étape par étape, pour calculer Ksp à l'aide d'un exemple concret. Par exemple, pour le sel AgCl (chlorure d'argent), l'équation de dissolution est AgCl(s) ⇌ Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq). On peut trouver Ksp en multipliant les concentrations des ions impliqués : Ksp = [Ag⁺][Cl⁻].

3. Effet de l'Ion Commun : Montrez comment la présence d'un ion commun dans la solution peut affecter la solubilité d'un sel. Prenez l'exemple du chlorure de sodium (NaCl) ajouté à une solution saturée de AgCl. Illustrez comment l’augmentation de la concentration de Cl⁻ due au NaCl diminue la solubilité d'AgCl, conformément au principe de Le Chatelier.

Pour renforcer l'apprentissage

1. Calculez le produit de solubilité (Ksp) pour le sel PbI₂, sachant que la concentration de Pb²⁺ dans une solution saturée est de 1,3 x 10⁻³ M et que la concentration de I⁻ est le double de celle de Pb²⁺.

2. Un chimiste ajoute Na₂SO₄ à une solution saturée de BaSO₄. Expliquez comment l’effet de l’ion commun influence la solubilité de BaSO₄ dans ce cas.

3. Déterminez la solubilité molaire de Ag₂CO₃ dans de l'eau pure, sachant que le Ksp de Ag₂CO₃ est de 8,1 x 10⁻¹².

Retour

Durée: 20 à 25 minutes

Cette phase du plan de leçon vise à revoir et consolider les concepts présentés afin que les élèves aient une compréhension claire et détaillée des réponses aux questions discutées précédemment. De plus, les discussions favorisent la participation active des élèves, les incitant à réfléchir sur les applications pratiques des concepts de produit de solubilité et de l'effet de l'ion commun dans divers contextes.

Diskusi Concepts

1. Décrivez la solution de la question portant sur le produit de solubilité (Ksp) pour le sel PbI₂. Étape par étape : Sachant que la concentration de Pb²⁺ dans une solution saturée est de 1,3 x 10⁻³ M et que la concentration de I⁻ est le double de celle de Pb²⁺ (2 x 1,3 x 10⁻³ M = 2,6 x 10⁻³ M), Ksp est calculé en intégrant l'expression Ksp = [Pb²⁺][I⁻]². En remplaçant les valeurs, on obtient Ksp = (1,3 x 10⁻³)(2,6 x 10⁻³)² = 8,8 x 10⁻⁹. 2. Examinez l'influence de l'ion commun sur la solubilité de BaSO₄ lors de l'ajout de Na₂SO₄. Explication : Quand on ajoute Na₂SO₄ à une solution saturée de BaSO₄, la concentration de SO₄²⁻ augmente. Selon le principe de Le Chatelier, l'augmentation de la concentration de l'un des ions produits par BaSO₄ va réduire la solubilité de BaSO₄, car le système va se réajuster pour maintenir le produit de solubilité constant, ce qui entraîne une précipitation supplémentaire de BaSO₄. 3. Calculez la solubilité molaire de Ag₂CO₃ dans de l'eau pure, sachant que le Ksp de Ag₂CO₃ est de 8,1 x 10⁻¹². Étape par étape : Pour Ag₂CO₃, l'équation de dissolution est Ag₂CO₃(s) ⇌ 2Ag⁺(aq) + CO₃²⁻(aq). Si la solubilité molaire de Ag₂CO₃ est 's', alors [Ag⁺] = 2s et [CO₃²⁻] = s. En remplaçant ces concentrations dans l'expression de Ksp, on a Ksp = [Ag⁺]²[CO₃²⁻] = (2s)²(s) = 4s³. En résolvant pour s, on a 4s³ = 8,1 x 10⁻¹², donc s = ∛(8,1 x 10⁻¹² / 4) ≈ 1,26 x 10⁻⁴ M.

Engager les étudiants

1. Posez la question aux élèves : Pourquoi l'ajout d'un ion commun réduit-il la solubilité d'un sel ? Comment cela peut-il être appliqué dans des contextes pratiques dans l'industrie ? 2. Demandez aux élèves de réfléchir : Comment la connaissance du produit de solubilité peut-elle aider dans la purification de l’eau ? 3. Encouragez les élèves à discuter : Quels autres facteurs, mis à part l'ion commun, peuvent influencer la solubilité d'un composé ? En quoi la température et la présence d'autres substances dans la solution peuvent-elles influencer cela ? 4. Interrogez : Avez-vous déjà remarqué des dépôts dans des tuyaux ou des bouilloires ? Comment le concept de produit de solubilité se rattache-t-il à cette observation courante ?

Conclusion

Durée: 10 à 15 minutes

L'objectif de cette phase du plan de leçon est de réviser et de renforcer les concepts principaux présentés, en s'assurant que les étudiants ont une compréhension claire et détaillée du sujet. En résumant le contenu et en soulignant sa pertinence pratique, nous visons à renforcer l'importance du sujet ainsi que son application tant dans la vie quotidienne que dans l'industrie.

Résumé

["Concept de Produit de Solubilité (Ksp) : Une constante d'équilibre pour les sels peu solubles.", 'Méthode de calcul de Ksp : Multiplication des concentrations molaires des ions dans une solution saturée.', "Effet de l'Ion Commun : La présence d'un ion commun réduit la solubilité du sel selon le principe de Le Chatelier."]

Connexion

La leçon a relié la théorie à la pratique à l'aide d'exemples du quotidien, tels que la dissolution du sel dans l’eau pour cuisiner ou la formation de dépôts de calcium dans les tuyaux. De plus, des applications concrètes dans l'industrie ont été abordées, comme l'exploitation minière et le traitement des eaux, soulignant comment le contrôle de la solubilité est essentiel dans ces processus.

Pertinence du thème

Ce sujet est d'une grande pertinence dans notre quotidien, car comprendre le produit de solubilité aide à expliquer des phénomènes courants, comme la formation de tartre dans les tuyaux et la nécessité de contrôler la solubilité dans le traitement de l’eau. Par ailleurs, ce concept est fondamental pour de nombreuses applications industrielles, telles que la purification des métaux et le contrôle des précipitations indésirables.