3.5.2 Tâche dioxyde de soufre version M+

1. Quelle est l’équation bilan du grillage du sulfure de mercure ?

2. A quelle température se fait le grillage ?

3. Quels sont les états physiques du mercure et du dioxyde soufre à cette température ?

4. Quels sont les états physiques du mercure et du dioxyde soufre à température ambiante (20°C) ?

5. Du dioxyde de soufre est produit lors du grillage du sulfure de mercure. Or dans le mélange final récupéré sous forme de suie, après le grillage, il n’y a plus de dioxyde de soufre. Pourquoi ?

Nous nous intéressons maintenant aux questions préliminaires de la tâche M+ qui précèdent la question finale identique à la question de la tâche M précédemment analysée. Nous verrons que ces questions préliminaires doivent aider les élèves à construire la réponse à la dernière partie de la question (point 5).

Les deux premières questions trouvent une réponse simple et directe dans le site que les élèves peuvent facilement trouver en utilisant une stratégie basée sur les traits de surface, la sélection se faisant par copier/coller. Elles permettent aux élèves d’obtenir en particulier l’équation bilan de grillage du cinabre et la température de ce grillage.

Les troisième et quatrième questions ne trouvent pas de réponses directes dans les sites. Les élèves doivent faire appel à leurs connaissances scolaires pour y répondre. Il leur faut consulter le tableau des données numériques et regarder quelles sont les températures de changement d’états afin de les comparer d’une part à la température du grillage et d’autre part à la température ambiante.

Comparer les températures permet aux élèves de répondre à la dernière question.

1. Quelle est l’équation bilan du grillage du sulfure de mercure ?
   Pour répondre à cette question, la stratégie de recherche des traits de surface est tout à fait pertinente. En se basant sur les termes “ sulfure de mercure ”, les élèves peuvent facilement se diriger vers la partie “ Usine de transformation du cinabre ” ou “ Mine de cinabre ” du site Mercure. Il leur reste ensuite à trouver “ grillage ” en consultant les informations de ces deux parties. Dans la page “ Aspects chimiques de la transformation du cinabre ”, les élèves vont effectivement trouver l’équation bilan du grillage du cinabre :

   • HgS+ O2 -> Hg +SO2

2. A quelle température se fait le grillage ?
   Une fois la première réponse trouvée, ils peuvent facilement accéder à la seconde qui se situe dans la même page :

   • (...) le minerai est grillé vers 600°C.

3. Quels sont les états physiques du mercure et du dioxyde soufre à cette température ?

4. Quels sont les états physiques du mercure et du dioxyde soufre à température ambiante (20°C) ?
   Pour répondre à ces deux questions, les élèves doivent faire appel à leurs connaissances scolaires sur les changements d’états et consulter le tableau des données numériques se trouvant dans le site Science. Ce tableau permet en effet de connaître les différentes températures de changements d’états entre état solide et état liquide ou état liquide et état gazeux. Il suffit donc aux élèves de comparer ces températures à celles du grillage et de l’air ambiant.
   Ce faisant, ils peuvent s’apercevoir que lors du grillage (T = 600°C) le dioxyde de soufre et le mercure sont sous forme gazeuse (T de vaporisation : –10°C et 357°C respectivement). A température ambiante (T = 20°C), le dioxyde de soufre est encore gazeux, tandis que le mercure, lui est liquide.

5. Du dioxyde de soufre est produit lors du grillage du sulfure de mercure. Or dans le mélange final récupéré sous forme de suie, après le grillage, il n’y a plus de dioxyde de soufre. Pourquoi ?
   Pour répondre à cette question, les élèves peuvent avantageusement utiliser les réponses obtenues pour les questions précédentes²⁶. Il leur suffit en effet de reconsidérer les états physiques du dioxyde de soufre et du mercure lors du grillage et à température ambiante. Etant donné qu’à 20°C le dioxyde de soufre est encore sous forme gazeuse, il ne peut se trouver dans les suies récupérées où l’on trouve également le mercure sous forme liquide.