Afin d’analyser globalement les activités des quatre binômes nous avons procédé par un découpage de plusieurs niveaux. Ce découpage est similaire à celui adopté par Buty (2000); les niveaux du découpage (situations, phases et étapes) sont présentés précédemment.
A priori et avant les séances, nous avons défini quatre phases pour l’expérience 2 de la manière suivante :
D’après l’analyse des transcriptions, les quatre tableaux ci-dessous résument pour les quatre binômes les quatre phases de l’activité. L’intégralité des transcriptions pour les quatre binômes enregistrés est donnée en annexes (Annexes C).
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Phase |
N° d’interventions du début et de la fin de chaque phase |
Etapes de chaque phase de l’activité |
| 1 | 1 - 42 | Reconnaissance du matériel Lecture des données Réalisation de l’expérience demandée repérage de la baisse de la ddp après l’ajout d’HCl |
| 2 | 43 - 95 | Réponse à la question1 : Explication de la conduction à l’intérieur de la pile en se référant au courant d’électrons Repérage et identification du précipité (blanc) comme étant du AgCl Ecriture des demi-équations dans chaque demi-pile Calcul théorique de la ddp à partir des potentiels de référence Retour sur l’interprétation de la ddp de la pile avant l’ajout de HCl et l’usage du modèle des E° Interprétation de la diminution de la ddp par la diminution du nombre de Ag+ |
| 3 | 96 - 112 | Réponse à la question2 : Ajout de la quantité d’HCl Interprétation théorique de la ddp négative par la neutralisation de tous les ions Ag+et par l’impossibilité de la réaction Observation du signe négatif de la ddp |
| 4 | 112 - 122 | Réponses à la question 3 : Mise en jeu des mêmes couples redox Neutralisation d’ions par d’autres ions dans les deux expériences |
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Phase |
N° d’interventions du début et de la fin de chaque phase |
Etapes de chaque phase de l’activité |
| 1 | 1 - 21 | Reconnaissance du matériel Lecture des données Réalisation de l’expérience demandée Repérage de la baisse de la ddp après l’ajout d’HCl et de la formation d’un précipité blanc |
| 2 | 22 - 25 | Réponse à la question1 : Interprétation de la baisse de la ddp par la diminution de la concentration des ions Ag+ et des électrons à l’intérieur de la pile Explication de la conduction à l’intérieur de la pile en se référant au courant d’électrons |
| 3 | 26 - 37 | Réponse à la question2 : Interrogation sur le signe de la différence de potentiel sans constatation et évocation de l’inversion de la ddp Référence à l’équation de la réaction Référence à la circulation des électrons à l’intérieur de la pile |
| 4 | 38 - 49 | Réponses à la question 3 : Correspondance par échange d’électrons Correspondance par le fait qu’il s’agit d’une réaction d’oxydoréduction Argumentation du signe positif de la ddp avant l’ajout d’HCl à partir du pouvoir réducteur sans évocation l’inversion de signe de la ddp |
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Phase |
N° d’interventions du début et de la fin de chaque phase |
Etapes de chaque phases de l’activité |
| 1 | 1 - 19 | Reconnaissance du matériel Lecture des données Réalisation de l’expérience demandée Repérage de la baisse de la ddp jusqu'à la valeur 0 après l’ajout d’HCl |
| 2 | 20 - 41 | Réponse à la question1 : Identification du précipité (blanc) comme étant du AgCl Interprétation de l’effet de la précipitation de AgCl : la concentration de Ag+ est nulle et par conséquent la ddp est nulle Explicitation du lien entre la ddp et la formule de Nernst Ajout de HCl et inversion du signe de la ddp |
| 3 | 42 - 129 | Réponse à la question2 : Ecriture des demi-équations dans chaque demi-pile Interprétation théorique de la ddp négative par la neutralisation de tous les ions Ag+et par l’impossibilité de la réaction Apparition d’un nouveau couple AgCl/Ag Application de la loi de Nernst, pour les couples Ag+/Ag et Cu2+/ Cu, pour le calcul théorique de la ddp; ce qui donne une ddp positive due à une erreur de signe (ddp = Eg – Ed ) Recours aux demi-équations relatives aux couples AgCl/ Ag et Cu2+/ Cu pour expliquer la ddp négative Reprise de l’équation de Nernst ce qui donne une ddp négative |
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Phase |
N° d’interventions du début et de la fin de chaque phase |
Etapes de chaque phase de l’activité |
| 1 | 1 - 12 | Reconnaissance du matériel Lecture des données Réalisation de l’expérience demandée repérage de la baisse de la ddp après l’ajout d’HCl et de la formation d’un précipité blanc |
| 2 | 13 - 37 | Réponses aux questions 1 et 2 : Rajout d’HCl, ce qui donne une inversion du signe de la ddp Constatation qu’il y a eu inversion de la polarisation de la pile et inversion de la réaction chimique Identification du précipité (blanc) comme étant du AgCl Référence à l’équation de Nernst pour expliquer qualitativement le signe négatif de la ddp |
| 3 | 38 - 57 | Réponse à la question 3 : Constatation que contrairement à la conclusion faite pour l’expérience 1, la réaction ne peut pas se passer dans le sens inverse, K et F concluent que si la concentration des Ag+ change, la réaction peut se passer dans le sens contraire Recours à l’équation de Nernst pour argumenter l’inversion de la ddp Conclusion que la correspondance avec l’expérience 1 réside dans le fait qu’il y a inversion de la réaction |
D’après ces phases caractérisant l’expérience 2 de la situation A2, nous remarquons que pour deux parmi quatre binômes (binômes : J&C et Y&B) la difficulté principale qu’ils ont rencontré réside tout d’abord dans la constatation qu’il y a eu une inversion de la ddp puis dans l’argumentation de l’inversion.
Le binôme S&A n’a pas pu observer l’inversion de la ddp et ceci peut être expliqué par le faible ajout d’HCl ce qui a fait seulement baisser la ddp.
Pour argumenter l’inversion de la ddp, les binômes J&C et Y&B se basent sur l’impossibilité de la réaction à cause de la neutralisation des ions Ag+. le binôme K&F est le seul qui a relié l’inversion de la ddp à l’inversion de la réaction.