Organisation et transformations de la matière

Décrire la constitution et les états de la matière

Connaissances et compétences associées

Exemples de situations, d’activités et d’outils pour l’élève

Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz). Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour étudier les propriétés des changements d’état. Caractériser les différents changements d’état d’un corps pur. Interpréter les changements d’état au niveau microscopique. Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour déterminer une masse volumique d’un liquide ou d’un solide. Exploiter des mesures de masse volumique pour différencier des espèces chimiques.

Espèce chimique et mélange.
Notion de corps pur.
Changements d’états de la matière.
Conservation de la masse, variation du volume, température de changement d’état.
Masse volumique : Relation m = ρ.V.

Dans la continuité du cycle 2 au cours duquel l’élève s’est initié les différents états de la matière, ce thème a pour but de lui faire découvrir la nature microscopique de la matière et le passage de l’état physique aux constituants chimiques. Mise en œuvre d’expériences simples montrant la conservation de la masse (mais non conservation du volume) d’une substance lors d’un changement d’état.Si l’eau est le principal support expérimental – sans en exclure d’autres – pour l’étude des changements d’état, on pourra exploiter des données pour connaître l’état d’un corps dans un contexte fixé et exploiter la température de changement d’état pour identifier des corps purs.L’étude expérimentale sera l’occasion de mettre l’accent sur les transferts d’énergie lors des changements d’état.L’intérêt de la masse volumique est présenté pour mesurer un volume ou une masse quand on connaît l’autre grandeur mais aussi pour distinguer différents matériaux. Un travail avec les mathématiques sur les relations de proportionnalité et les grandeurs-quotients peut être proposé.

Concevoir et réaliser des expériences pour caractériser des mélanges. Estimer expérimentalement une valeur de solubilité dans l’eau.

Solubilité.
Miscibilité.
Composition de l’air.

Ces études seront l’occasion d’aborder la dissolution de gaz dans l’eau au regard de problématiques liées à la santé et l’environnement.Ces études peuvent prendre appui ou illustrer les différentes méthodes de traitement des eaux (purification, désalinisation…).