3.2.1 Tâche combustion version M 

  • Pourquoi peut-on se débarrasser des matières plastiques en les incinérant et pourquoi ne peut-on pas se débarrasser du mercure présent dans les amalgames dentaires en les incinérant ? Justifiez.

Cette question pose le problème de la comparaison de l’incinération des matières plastiques avec le mercure présent dans les amalgames. La question énonce une “ vérité ” à laquelle les élèves doivent apporter une explication. Ils ont à expliquer pourquoi les matières plastiques “ brûlent ” alors que le mercure des amalgames dentaires, lui, ne brûle pas. On a vu dans le chapitre précédent : Jeu de Questions/Réponses avec recherche documentaire (cf. partie 5, partie 5.4.3) que les apprenants traduisent relativement facilement incinérer et brûler

Pour répondre à la question, nous supposons que les élèves vont tout d’abord rechercher des informations concernant la combustion des plastiques. Pour ce faire, ils peuvent se diriger vers la partie combustion du site Science, où la combustion des matières plastiques est citée en exemple. Ils peuvent également se diriger vers la page “ Plastiques ” de la partie “ Air ” du site Environnement Novice, où un lien hypertexte “ combustion ” les mène directement vers la même partie du site Science.

La consultation des informations leur apporte des renseignements concernant l’équation chimique de la combustion du polyéthylène (plastique choisi en exemple). Nous supposons que la formule chimique du polyéthylène [(CH2-CH2)n] ne posera pas de problème majeur aux élèves. En effet, ils connaissent la signification du “ tiret ” (entre les carbones) ainsi que celle de l’indice “ n ” supposant une chaîne de molécules identiques.

Les élèves peuvent donc prendre connaissance des différents produits de réaction résultant de la combustion des matières plastiques. Nous supposons qu’ils assimilent polyéthylène à matière plastique et que selon eux la combustion (complète) de toutes les matières plastiques engendre les mêmes produits de combustion, à savoir : le dioxyde de carbone et l’eau.

Dans un second temps, les élèves peuvent se diriger vers le site Mercure afin d’obtenir des renseignements quant à la non-combustion du mercure présent dans les amalgames dentaires. Les informations pouvant être consultées concernent la température à laquelle se fait l’incinération (plus de 500°C). Il y est également stipulé que le mercure se retrouve sous forme de vapeurs dans l’atmosphère.

A partir de ces informations, et de leurs propres connaissances concernant les réactions chimiques et le concept d’élément chimique, les élèves doivent pouvoir conclure que les matières plastiques disparaissent car ce sont des substances. Alors que les éléments chimiques carbone, hydrogène et oxygène présents au début de la réaction sont conservés. Le polyéthylène est détruit, mais les éléments chimiques demeurent.

En ce qui concerne le cas du mercure présent dans les amalgames, il en va de même dans la mesure où, le mercure, est un élément chimique ; il ne peut disparaître. Il se conserve donc de la même façon que le carbone et l’hydrogène du polyéthylène.

Une des difficultés de la question tient dans le fait que le mercure présent dans les amalgames ne produit pas un nouveau composé en réagissant avec l’élément chimique oxygène lors de la combustion. Le composé du mercure et de l’oxygène qui peut se former (l’oxyde de mercure, HgO) se décompose au dessus de 500°C. Or l’incinération se fait au dessus de cette température, de ce fait, le mercure passe à l’état gazeux et reste inerte vis-à-vis du dioxygène de l’air au dessus de 500°C.

La réponse à cette question demande donc de la part des élèves des connaissances en chimie ainsi que l’utilisation d’un raisonnement basé sur la comparaison des températures d’incinération et de décomposition de l’oxyde de mercure. Il leur faut à la fois faire appel à leurs connaissances scolaires et à des informations différentes du site avant de relier le tout. Nous pouvons supposer que donner une justification telle que nous l’attendons sera ardue pour les élèves.

En fait, nous pouvons plus sûrement nous attendre à ce qu’ils évoquent, que, suite à l’incinération :

  • Les matières plastiques réagissent avec le dioxygène de l’air pour produire del’eau et du dioxyde de carbone.

  • Le mercure passe à l’état gazeux et pollue l’atmosphère.

La conclusion qui en sort peut être la suivante : les matières plastiques disparaissent parce qu’elles brûlent alors que le mercure, ne brûlant pas ne peut pas disparaître. Elle peut facilement être donnée par les élèves si on prend en compte les travaux de Méheut (1985) déjà cités. La combustion reste pour les élèves un phénomène à part, au cours duquel on peut détruire et faire disparaître de la “ matière ”. Si la matière ne brûle pas elle ne peut être détruite, elle ne peut disparaître.