VII.Conclusion de la situation B

Nous constatons que pour la situation B qui est une tâche d’interprétation, les étudiants ont mobilisé des connaissances et ont adopté des stratégies similaires à celles observées pour les situations de prédiction de l’évolution d’un système chimique (A1 et A2).

Pour les quatre binômes, l’analyse globale des réponses aux différentes questions montre que pour les trois premières questions nous repérons les mêmes difficultés et les mêmes stratégies que celles développées dans les situations A1 et A2. En effet les étudiants mobilisent abusivement le modèle des potentiels de référence et comparent des potentiels de référence même lorsqu’on leur demande explicitement de comparer des potentiels des couples mis en jeu. Pour cette situation la quatrième question présente une originalité car la détermination des couples présente une difficulté au niveau des étudiants. Aussi l’usage du diagramme potentiel-pH, pour expliquer la variation du potentiel en fonction du pH, semble ne pas avoir aidé les étudiants à expliquer et à interpréter la réaction chimique qui s’est déroulée.

Pour répondre à la quatrième question concernant l’interprétation de la réaction qui a eu lieu, tous les binômes ont adopté des démarches différentes.

Deux des quatre binômes (J&C et Y&B) se sont appuyés sur le modèle des potentiels de référence pour interpréter l’évolution du système oxydorédcteur. Le binôme J&C a raisonné selon le modèle des potentiels de référence et a cherché d’autres couples oxydoréducteurs non impliqués dans la réaction, pour satisfaire à ce modèle. Le binôme Y&B a évoqué le couple H₃O+/ H₂ pour expliquer la formation du second précipité selon le modèle des potentiels de référence.

Deux des quatre binômes (J&C et S&A) se sont appuyés sur l’instabilité du premier précipité pour interpréter la formation du deuxième. Pour ces deux binômes l’instabilité est évoquée comme une propriété des entités qui n’est pas articulée à des niveaux théoriques.

Le binôme J&C a suivi le modèle de la réaction directe selon lequel le raisonnement commence par l’écriture de l’équation de la réaction.

Pour le binôme K&F, nous avons aussi repéré deux autres types de raisonnement qui s’appuient sur la loi de Le Chatelier, et sur la cinétique de la réaction. Cette dernière est évoquée comme une propriété de la réaction : « … on doit supposer que la réaction de précipitation de Fe3+ (é) elle est plus vite… ».

Concernant l’exploitation du diagramme potentiel-pH, nous remarquons que pour le binôme J&C l’exploitation s’est faite soit en supposant que le pH varie alors que le potentiel reste constant et vice versa. Le binôme J&C a même conclu, en fin d’expérimentation, que le diagramme potentiel-pH est inutile. S&A ont exploité le diagramme potentiel-pH en faisant seulement varier le pH, ils ont alors conclu que la formation du second précipité est seulement dû à l’augmentation du pH. Les binômes Y&B et K&F ne se sont pas appuyés sur le diagramme potentiel-pH pour fournir la réponse.

Nous pouvons conclure, que pour interpréter l’évolution d’un système oxydoréducteur, les différents binômes ont mobilisé plusieurs modèles que nous avons repérés à travers les articulations de différents niveaux de modélisation. Les modèles appliqués par les binômes témoignent, d’après les niveaux de modélisation impliqués, d’une riche activité cognitive. En comparant les niveaux de modélisation qui doivent être impliqués, d’après l’analyse a priori, aux niveaux mobilisés par les binômes; nous constatons que les binômes ont articulé plus de niveaux, mais ils ne sont pas arrivés à fournir la bonne réponse. Nous remarquons aussi qu’aucun des trois binômes (J&C, S&A, Y&B) n’a évoqué la grandeur concentration et l’équation de Nernst.

Seul le binôme K&F a évoqué implicitement l’équation de Nernst :

K 106 : « oui le potentiel standard de Fe3+ Fe2+ est de l’ordre de 0,77 l’autre est de le potentiel standard de I2 I- c’est de l’ordre de 0,62 (Mnum) ils sont je pense ils sont suffisamment proches pour que la réaction avec les concentrations bien déterminées peuvent se faire dans le sens inverse (Mch) avec une grande diminution de du concentration de Fe3+ (é, G) »

K&F est le seul binôme qui a évoqué la grandeur concentration, mais il n’a pas pris en compte le fait que le potentiel du système dépend du pH du milieu.