L'introduction de l'équilibre : en finir définitivement avec l'estérification - Archive ouverte HAL
Communication Dans Un Congrès Année : 2013

L'introduction de l'équilibre : en finir définitivement avec l'estérification

Résumé

Une réaction peut s'arrêter parce qu'un réactif a totalement disparu, mais certaines réactions chimiques s'arrêtent aussi alors qu'il reste des quantités appréciables de tous les réactifs dans le système. Pour introduire cette problématique dans l 'enseignement des sciences physiques, une approche pédagogique basée sur un passage du modèle de la réaction totale à celui de l'équilibre chimique a été mise en œuvre dans les enseignements du lycée au cours des années précédentes et elle apportait une continuité dans la complexité des systèmes étudiés. Dans le nouveau programme du lycée, le mot équilibre n’apparaît plus qu'une seule fois, associé à la réaction chimique par échange de proton, et sous la terminologie "notion d'équilibre". Il va donc maintenant revenir à l'université la nécessité d'introduire la notion d'équilibre chimique auprès des étudiants scientifiques. Si nous regardons les approches que l'on retrouve actuellement dans l'enseignement supérieur et dans les ouvrages qui font référence à l'équilibre, l'introduction de l'équilibre est réalisée par une approche thermodynamique ou cinétique, et bien souvent les exemples choisis font référence à des réactions en phase gazeuse, des réactions entre gaz et solide, avant de traiter le cas des solutions aqueuses. Mais l'exemple le plus utilisé reste celui de l'estérification que l'on présentait aussi au lycée. Le principal reproche que l'on peut faire vis-à-vis de ces approches réside dans le fait qu'elles abordent l'équilibre de façon très conceptuelle. Dans le cas de l'estérification, s'il est possible de déterminer la quantité d'acide, d'alcool, d'ester et d'eau dans un mélange réactionnel, il n'en demeure pas moins que l'impact de la modification des conditions expérimentales ne peut être évalué que par des mesures compliquées à mettre en œuvre en première année. Alors pourquoi ne pas changer d'approche, traiter directement des équilibres en solution aqueuse et travailler sur un système qui exploite les propriétés spectrophotométriques des solutions, propriétés largement utilisées par les bacheliers ? En solution aqueuse, la réaction entre les ions fer (III) et les ions thiocyanate conduit à la formation d'un complexe thiocyanatofer(III) de couleur rouge avec une constante de formation voisine de 500. Un mélange de 40 mL d'une solution de thiocyanate de potassium 2.10-3mol.L-1 et de 60 mL d'une solution de nitrate de fer(III) 2.10-3mol.L-1 présente à 460 nm une absorbance proche de 0,8. Cette solution aqueuse est le point de départ de nombreux échanges avec les étudiants. Que ce passera-t-il si on rajoute quelques cristaux de thiocyanate de potassium ? Que ce passera-t-il si on rajoute quelques cristaux de nitrate de fer(III) ? Que se passera-t-il si on dilue la solution par 2 ? Comment préparer une solution contenant une quantité connue de complexe ? Comment expliquer que l'absorbance diminue si on ajoute de l'EDTA dans la solution ? Cette expérience permet à l'étudiant de manipuler, de voir, de mesurer, de remettre en questionnement ses connaissances initialement basée sur la réaction totale. Alors pourquoi ne pas l'utiliser plus largement ?
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Dates et versions

hal-00984353 , version 1 (28-04-2014)

Licence

Identifiants

  • HAL Id : hal-00984353 , version 1

Citer

Jérôme Randon. L'introduction de l'équilibre : en finir définitivement avec l'estérification. Atelier dans le cadre des 29es journées de l'innovation et de la recherche dans l'enseignement de la chimie - JIREC 2013, May 2013, Marne-la-Vallée, France. ⟨hal-00984353⟩
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