I.Texte du TP3 (nouvelle version)

I.1. Texte d’origine TP04 « Dosage d’une dibase et d’un mélange de base »

Le TP3 a été construit à partir du TP04 (version antérieure à 1999) qui porte le même titre « dosage d’une dibase et d’un mélange de bases » que nous présentons ci-dessous. Ce texte a subi des modifications au niveau du travail de réflexion que nous allons analyser dans ce chapitre.

Le texte du TP04 fourni aux étudiants comprend un développement théorique, des méthodes à utiliser pour obtenir les mesures à effectuer et des questions.

La première manipulation de ce TP, consiste à réaliser le dosage d’une solution de carbonate de sodium Na₂CO₃ par une solution d’acide sulfurique H₂SO₄en présence d’un indicateur coloré (dosage volumétrique), puis un dosage pH-métrique. Le texte fourni aux étudiants donne d’abord le mode opératoire :

MANIPULATION

Sachant que le carbonate de sodium commercial a pour formule Na₂CO₃, 10 H2O peser la quantité nécessaire de sel pour faire 100 mL d’une solution décinormale. Dissoudre ce sel dans 30 mL d’eau environ, verser dans une fiole jaugée et compléter à 100 mL par addition d’eau après avoir bien rincé le bécher. BIEN AGITER

Choisir les indicateurs colorés 1 et 2 nécessaires au dosage.

Dans un bécher, mettre exactement (pipette) 20 mL de carbonate de sodium à doser. Faire le dosage en présence d’indicateurs par l’acide sulfurique décinormal (lentement).

Tracer la courbe de titrage de 10 mL de carbonate de sodium + 20 mL d’eau par H2SO4 N/10 à l’aide du pH-mètre.

Ce texte est essentiellement rédigé en terme d’objets (solution, burette,…) et d’événements ( mettre, ….) du monde perceptible.

CALCULS

Calculer : la normalité, la concentration molaire et le titre massique. Faire le calcul d’incertitude (Na = 23).

Nous constatons que les questions présentées aux étudiants après la réalisation de l’expérience relèvent du modèle numérique. L’événement reconstruit (la réaction chimique) n’est pas explicité dans la partie réflexion.Les questions relatives aux calculs de la normalité, la concentration et le titre massique présentées de la manière suivante, ne présentent aucun objectif d’apprentissage, puisqu’ils n’explicitent pas explicitement le but de faire ces calculs.

La seconde partie concerne le dosage de la soude carbonatée. L’étudiant est amené à réaliser un premier dosage volumétrique en présence de phénolphtalèine puis en présence d’hélianthine et finalement un dosage pH-métrique.

MANIPULATION

Dans un bécher, mettre 10 mL de solution à doser et 20 mL d’eau.

• Faire un dosage en présence de phénolphtalèine (V1 mL de H₂SO₄)
• Puis en présence d’hélianthine (V2 mL de H₂SO₄)
• Tracer la courbe de titrage pH = f(VmL H₂SO₄)

Selon notre cadre théorique, nous codons les termes utilisés dans le texte de la manipulation, comme appartenant majoritairement au monde perceptible.

CALCULS

1. Donner le résultat en normalité, concentration molaire et titre massique pour la soude et pour le carbonate de sodium. Faire un calcul d’incertitude.
2. Soient MS et MC les concentrations molaires en soude et en carbonate. D’après l’équation (1) deux moles de soude se transforment en une mole de carbonate. Dans un litre de solution, les MC moles de carbonate proviennent de 2MC moles de soude. Avant carbonation, la solution contenait donc (2MC + MS) moles de soude ; sur cette quantité 2MC moles se sont carbonatées. Calculer le pourcentage de la soude initiale qui s’est carbonatée.

Ce qui est demandé aux étudiants dans la partie réflexion relève majoritairement du modèle numérique. La réaction du dosage n’est mise en évidence dans aucune question de ce TP.

Les termes utilisés dans cette partie du texte du TP04 appartiennent soit au monde perceptible, soit au modèle géométrique soit au modèle numérique. Les réponses des étudiants qui seront dégagés à partir de cette expérimentation n’ont pas un objectif d’apprentissage nouveau pour l’apprenant, il s’agit bien d’un raisonnement bas é sur des calculs.

A partir de la description du texte original de l’ancienne version du TP3, nous pouvons constater que dans tous les procédés expérimentaux et les questions à traiter, la réaction chimique n’est pas prise en compte.

En dépit de la présence d’une partie théorique, les objectifs conceptuels ne sont pas identifiables et le texte du polycopié présente les caractéristiques d’un texte à visée pragmatique (richard, 1990).

Les analyses que nous avons faites à partir du texte de TP04 mettent en évidence un point que nous estimons faible mais important : l'absence quasi totale d'entraînement à la conception d'expériences dans le but de démontrer quelque chose. Il est bien sûr difficile, et parfois aventureux, d'inciter les étudiants à réfléchir, mais il nous semble que ceci est indispensable pour une compréhension correcte des phénomènes chimiques et de leurs fonctionnements. Cette idée rejoint celle que nous avions évoqué dans l’analyse des autres textes de l’ancienne version.