III.1.Réponse correcte à partir du savoir savant

Cette situation propose aux étudiants de prévoir l’évolution d’un système chimique faisant intervenir les couples I₂ / I- et Cu2+/Cu+. Dans une seconde étape, on demande aux étudiants de réaliser une expérimentation pour laquelle la réaction chimique évolue dans le sens contraire prévu à l’aide du modèle des potentiels de référence. Nous nous proposons ainsi de faire apparaître la difficulté d’interprétation des expériences en utilisant les grandeurs E et E°.

Pour la première question l’étudiant devra fournir les deux équations :

L’étudiant pourra indiquer que si les conditions expérimentales sont des conditions de référence alors l’équation de la réaction qui aura lieu correspond à l’équation :

L’étudiant devra aussi indiquer que ce sont les valeurs des concentrations qui conditionnent l’évolution du système chimique.

Concernant la deuxième question nous nous proposons de voir si les étudiants font explicitement le lien entre l’évolution du système et l’équation de Nernst.

L’étudiant pourra fournir l’équation de Nernst relative à l’une des deux équations :

L’étudiant doit expliciter l’importance des concentrations pour la détermination de l’évolution du système chimique.

Pour la troisième question et particulièrement pour a) et b) : il s’agit d’amener l’apprenant à conclure à partir des observations expérimentales qu’il y a eu une réaction. L’étudiant doit constater que l’apparition de la couleur brune témoigne qu’il y a eu une réaction entre les ions cuivre : Cu2+ et les ions iodure I-.

Pour répondre à la question c), l’étudiant doit donner l’équation suivante :

L’objectif de la question d) est de faire expliciter à l’étudiant que la prévision faite pour la question 2 (à l’aide des modèle des potentiels de référence) est incompatible avec la réaction observée.