question représentation solide en poudre

[chocoaddict44]

Bonjour,

je viens de faire une fiche sur les représentations moléculaires d'un corps pur , j'ai pris l'exemple du sucre en poudre , je me demande si je dois représenter des molécules compactes et ordonnées ou non? Les molécules sont normalement compactes et ordonnées dans le cadre de solides durs . J'ai un doute.
Enfin ; quelles définitions donnez-vous d'un mélange homogène et d'un mélange hétérogène ou niveau moléculaire?
Merci d'avance

[Aranel53]

Pour moi ta représentation ne convient pas. Et je déconseille violemment l'utilisation du mot "particule" car la confusion avec le mot "molécule" est trop risquée. Tu parles d'un grain ou d'une molécule ?

Pour faire un solide en poudre, on doit voir clairement que les différents "grains" sont de petits morceaux de solide formés de molécules qui se touchent et qui se tiennent.
Donc il faut leur donner une forme claire, et que les grains se touchent entre eux.

Pour les définitions j'ai dans mon cours :
Il existe des mélanges homogènes, dans lesquels les différentes molécules sont bien réparties uniformément à l'échelle moléculaire.
Il existe aussi des mélanges hétérogènes dans lesquels les molécules d'une même sorte restent plus ou moins regroupées entre elles. Dans ces mélanges, on trouve des paquets de molécules d’un même type rapprochées les unes des autres.

Et comme phrases pour la mémorisation:

Les mélanges homogènes sont formés de molécules différentes qui peuvent se mélanger facilement à l'échelle moléculaire. (répartition régulière)
Les mélanges hétérogènes sont formés de groupes (plus ou moins gros) de molécules d'une même sorte qui restent ensemble.

Voici ce que je montre à mes élèves :

[xavier29]

Pour les définitions j'ai dans mon cours :
Il existe des mélanges homogènes, dans lesquels les différentes molécules sont bien réparties uniformément à l'échelle moléculaire.
Il existe aussi des mélanges hétérogènes dans lesquels les molécules d'une même sorte restent plus ou moins regroupées entre elles. Dans ces mélanges, on trouve des paquets de molécules d’un même type rapprochées les unes des autres.

Et comme phrases pour la mémorisation:

Les mélanges homogènes sont formés de molécules différentes qui peuvent se mélanger facilement à l'échelle moléculaire. (répartition régulière)
Les mélanges hétérogènes sont formés de groupes (plus ou moins gros) de molécules d'une même sorte qui restent ensemble.

Tiens, je fais différemment. Les définitions que je donne sont :
- un mélange est dit "homogène" lorsqu'on ne peut pas distinguer les constituants
- un mélange est dit "hétérogène" lorsqu'on peut distinguer les constituants

Et donc oui le qualificatif dépendra de l'échelle à laquelle on regarde la matière. Le lait écrémé sera vu homogène à l'oeil nu, mais hétérogène au microscope.

Avec tes définitions quand les élèves ont un mélange devant eux, ils ne peuvent pas le qualifier d'homogène ou hétérogène, il faut qu'ils en aient une représentation moléculaire.

[Aranel53]

Avec tes définitions quand les élèves ont un mélange devant eux, ils ne peuvent pas le qualifier d'homogène ou hétérogène, il faut qu'ils en aient une représentation moléculaire.

Oui tout à fait, je parle là de la définition de 4e, c'est à dire de la définition "moléculaire". En 6e et en 5e je parle de la définition descriptive que tu cites, mais c'est une définition qui n'a que peu d'intérêt à mes yeux, à part celui de répondre à une question rapide... Et comme je dis à mes élèves, et ils en conviennent assez vite, le principal problème de définition est le mot "mélange" lui même...

Mélanger : "réunir, associer, rassembler, juxtaposer..." en vrai un mélange c'est quoi ? Et bien ça n'existe pas non plus dans l'absolu. On arrive avec les élèves à l'idée un peu floue que quand on mélange on "essaye de mettre plusieurs substances différentes au même endroit". Et donc la notion d'échelle est forcément présente dès le début. Est-ce que poser une bille bleue à côté d'une bille rouge c'est un mélange ? Non, elles sont juste posées l'une à côté de l'autre. Mais maintenant si je recule d'un mètre et que j'ai 30 billes bleues et 30 billes rouges les unes à côté des autres dans un même récipient, ça s'approche d'un "mélange". Et donc à l'échelle moléculaire "mettre deux substances différentes au même endroit" n'existe pas (puisque les molécules sont forcément à des endroits différents), et donc on regarde ce qui sert comme définition. Et je trouve que ma définition est intéressante car elle amène rapidement la question : "Pour quelle raison certaines molécules peuvent facilement se répartir entres d'autres molécules alors que d'autres vont rester ensemble ?". Ce qui va être la clé de l'interprétation de la miscibilité et de la solubilité avec les interactions intermoléculaires.

Donc les mélanges homogènes n'existent pas dans l'absolu. Donc c'est à nous de décider quand est-ce qu'on appelle un mélange "homogène", donc on dit que si on ne sait rien on regarde à l'oeil (étymologie de "homogène") et que si on a mieux, on regarde avec mieux (microscope) mais que la limite c'est la description moléculaire, donc qu'on peut se baser sur elle pour définir.

Et pour moi la distinction homogène/hétérogène, n'est réellement utile que pour décider de la possibilité ou de la technique de séparation à utiliser ( que l'on peut choisir que si on connait déjà les constituants, d'ailleurs...) . En gros les mélanges hétérogènes vont être plus facile à décomposer en leurs constituants que les mélanges homogènes., s'ils ont retenu ça, ça me va.

Quel est pour toi l'intérêt pédagogique que les élèves en restent à l'aspect de l'observation ? Qu'une mayonnaise ou que le lait soient vus comme des mélange homogènes à l'oeil nu sert-il à quelque chose ? Moi je n'ai pas vraiment trouvé de justification à cette définition, donc dès qu'on a les molécules, je change de définition.

Et après, pour les émulsions, je dis que justement c'est intéressant d'en faire et de les stabiliser car on va pouvoir avoir les propriétés du premier liquide et du deuxième liquide à la fois, en cuisine ça permet de mélanger des goûts différents dont les molécules sont solubles soit dans les graisses soit dans l'eau, et pour le démaquillant biphasique, ça permet aussi de pouvoir dissoudre le maquillage qui s'enlève à l'eau et le maquillage insoluble dans l'eau en un seul passage...

[xavier29]

Est-ce que poser une bille bleue à côté d'une bille rouge c'est un mélange ? Non, elles sont juste posées l'une à côté de l'autre.

Pourtant un rocher forme un mélange avec l'air autour, ainsi que de l'huile posée sur de l'eau c'est là .

Et je trouve que ma définition est intéressante car elle amène rapidement la question : "Pour quelle raison certaines molécules peuvent facilement se répartir entres d'autres molécules alors que d'autres vont rester ensemble ?". Ce qui va être la clé de l'interprétation de la miscibilité et de la solubilité avec les interactions intermoléculaires.

On peut adopter la définition que je donne ci-dessus ("homogène" ou "hétérogène", ça dépend de ce qu'on voit et donc de l'échelle d'observation) ET regarder ce qu'il se passe au niveau moléculaire. On arrive à la même conclusion que toi : à l'échelle moléculaire, aucun mélange n'est homogène.

on dit que si on ne sait rien on regarde à l'oeil (étymologie de "homogène") et que si on a mieux, on regarde avec mieux (microscope) mais que la limite c'est la description moléculaire, donc qu'on peut se baser sur elle pour définir.

"se baser sur elle pour définir" : bof parce qu'on n'a souvent pas accès à cette observation microscopique, et parce que comme tu l'as dit, un mélange homogène n'existe pas dans l'absolu (à l'échelle moléculaire) alors sa définition non plus.

Et pour moi la distinction homogène/hétérogène, n'est réellement utile que pour décider de la possibilité ou de la technique de séparation à utiliser ( que l'on peut choisir que si on connait déjà les constituants, d'ailleurs...) . En gros les mélanges hétérogènes vont être plus facile à décomposer en leurs constituants que les mélanges homogènes., s'ils ont retenu ça, ça me va. (...) Qu'une mayonnaise ou que le lait soient vus comme des mélange homogènes à l'oeil nu sert-il à quelque chose ?

Pour moi la distinction mélange homogène/hétérogène sert surtout à permettre aux élèves d'intégrer la notion de corps pur (notion très difficile à maîtriser pour eux) : de la matière d'aspect homogène peut être un corps pur ou un mélange. Exemple : un liquide translucide. Alors que de la matière hétérogène est forcément un mélange.
Comme avec la matière d'aspect homogène on ne peut pas savoir s'il s'agit d'un corps pur ou pas :
- soit on tente des techniques de séparation
- soit on observe à une échelle plus petite
Si aucune méthode n'a permis d'observer un mélange hétérogène, on peut juste conclure qu'on n'a pas pu montrer qu'il s'agissait d'un mélange et que c'est peut-être un corps pur ou très pur.

[Aranel53]

Pour moi la distinction mélange homogène/hétérogène sert surtout à permettre aux élèves d'intégrer la notion de corps pur (notion très difficile à maîtriser pour eux) : de la matière d'aspect homogène peut être un corps pur ou un mélange. [...]
Si aucune méthode n'a permis d'observer un mélange hétérogène, on peut juste conclure qu'on n'a pas pu montrer qu'il s'agissait d'un mélange et que c'est peut-être un corps pur ou très pur.

Tout à fait ! Bonne remarque. Je n'insiste peut-être pas assez là dessus...

Du coup ton point de vue est que puisque les mélanges homogènes n'existent pas "en vrai" et que l'échelle moléculaire n'est pas accessible concrètement, autant en rester à la définition macroscopique liée à l'observation, c'est bien ça ?

Moi j'ai développé ces définitions il y a quelques années pour les élèves de quatrième car j'en ai eu besoin, les élèves me les ont demandées. Avec ma manière de faire, les élèves posent rapidement la question : "Pour quoi certains liquides peuvent former des mélanges homogènes et des mélanges hétérogènes ?" et du coup j'ai eu besoin d'une définition simple qui se pose à l'échelle moléculaire (elles ne s'attirent pas de la même façon, donc vont soit plutôt rester en paquets, soit pouvoir s'accrocher à n'importe qui et bien se répartir). Mais c'est vrai qu'on n'est plus vraiment dans le travail sur les mélanges (qui est forcément à l'échelle macroscopique comme tu l'expliques) mais davantage dans la compréhension de la cohésion moléculaire.

Mais comme je l'ai dit plus haut, ils ont les deux définitions, dans leurs fiches de mémorisation de 5e (communes avec mon collègue), ils ont :

[Aranel53]

Enfin ; quelles définitions donnez-vous d'un mélange homogène et d'un mélange hétérogène ou niveau moléculaire?

Et la question était bien au niveau moléculaire en début de fil !

Xavier29, comment parles-tu de la différence entre les différentes sortes de mélange à l'échelle moléculaire alors ? Est-ce que tu leur fais dessiner une émulsion, une solution, ce genre de choses ? Et tu n'en donnes pas de définition liées aux types de mélanges ? (description de l'organisation des molécules dans chaque cas, mais pas de lien explicite vers les définitions des deux sortes de mélanges ?)

[xavier29]

Du coup ton point de vue est que puisque les mélanges homogènes n'existent pas "en vrai" et que l'échelle moléculaire n'est pas accessible concrètement, autant en rester à la définition macroscopique liée à l'observation, c'est bien ça ?

Oui.

Xavier29, comment parles-tu de la différence entre les différentes sortes de mélange à l'échelle moléculaire alors ?

Je dis que si on pouvait observer le mélange à l'échelle moléculaire on arriverait à distinguer les constituants, donc qu'à cette échelle les mélanges apparaissent hétérogènes.

Est-ce que tu leur fais dessiner une émulsion, une solution, ce genre de choses ?

Oui, ou parfois simplement ils en voient une représentation moléculaire.

Et tu n'en donnes pas de définition liées aux types de mélanges ? (description de l'organisation des molécules dans chaque cas, mais pas de lien explicite vers les définitions des deux sortes de mélanges ?)

Non puisque distinction mélange homogène - mélange hétérogène ne se fait pas nécessairement à l'échelle moléculaire.
L'étude de ce qu'il se passe à l'échelle moléculaire (interactions) me sert à leur permettre de comprendre pourquoi et comment la matière s'organise, mais pas à définir mélange homogène et mélange hétérogène.

[Aranel53]

En effet, ça se plaide.

Et du coup, c'est surtout le mot "définition" qui est mal choisi car en effet, la notion d'homogène et d'hétérogène est liée à une observation. Et ce n'est pas pertinent de parler de définition pour une échelle inaccessible à l’observation.

Du coup, je parlerai davantage d'interprétation des différents mélanges à l'échelle moléculaire plutôt que de définition.