VI.4.Conceptions à propos de la notion de couple

Schmidt (1995) a mené une étude dans l’objectif d’identifier les conceptions qu’ont les élèves allemands à propos de la théorie acide-base de Bronsted et particulièrement à propos de la notion de couple acide-base conjugués.

A partir des tests et des interviews administrés à des élèves, l’auteur montre qu’il y a deux types de conceptions à propos des couples acide-base conjugués :

Premièrement ils font la confusion entre couple conjugué et couple non conjugué d’acide-base. La seule explication possible de ce fait est que la distinction entre deux associations est rarement mentionnée dans les manuels allemands de la chimie.

Deuxièmement les apprenants conçoivent que les paires d’ions positifs et négatifs sont des couples d’acide-base conjugués et que l’ion positif neutralise l’ion négatif.

A partir de l’équation :

Quatre paires d’acide-base peuvent être formées. L’acide HA et la base A- aussi bien que l’acide HB et la base B- sont des paires d’acide-base conjugués. Si l’acide est donné, sa base conjuguée peut être directement déterminée et vice versa. La paire HA et B- et la paire HB et A-, ne sont pas conjuguées, parce qu’il n’y a pas de lien entre ces deux entités. Si l’acide est donné, on ne peut pas déterminer la base et vice versa.

D’après Schmidt (1995), une investigation a été initiée par le comité d’examen de la société chimique américaine. On a présenté aux élèves les équations suivantes :

A l’aide d’un questionnaire à choix multiples, les élèves sont appelés à identifier les couples conjugués d’acide-base relatifs à ces équations. Les réponses ont été fausses dans la plupart des temps. Les réponses les plus fréquentes étaient :

Les autres couples non conjugués H2O/NH3 , H2CO3/H2O et HCO3 -/NH3 étaient les moins mobilisés. Cependant la réponse la plus fréquente est le couple acide-base NH4 +/HCO3 -.

Nous pouvons alors constater que les élèves ne confondent pas le terme de conjugué et non conjugué. Ils essayent de trouver une paire d’ions, l’un avec une seule charge positive, l’autre avec une seule charge négative.

En conclusion la majorité des réponses incorrectes fournies par les étudiants confirme la conception que les couples acide-base conjugués sont des couples d’ions de charges opposées.

Dans le cas de l’oxydoréduction, la notion de couple oxydoréducteur peut être abordée d’une manière analogue à celle décrite par Schmidt. Nous avons remarqué que les apprenants font souvent des associations d’ions de charges de signes contraires soit pour désigner un couple soit pour prévoir la formation d’un précipité.

J 17 (A1, expérience 1) : « …le dépôt est constitué de des ions Cu2+ et des ions (NO3)2 -»

L’association des ions Cu2+ et des ions « inventés » NO3 2- montre que la conception de couple de charge est aussi présente en oxydoréduction.