Physique/Chimie - 5ème - Distillation, Evaporation

Document du professeur 1/5
Niveau 5ème
Physique - Chimie
Les états de la matière
DISTILLATION, EVAPORATION
Programme
A. L’eau dans notre environnement. Mélanges et corps purs
NOTIONS - CONTENUS
Mélange et corps pur.
COMPETENCES
Illustrer, par des exemples, le fait
que l’apparence homogène d’une
Les eaux, mélanges homogènes. substance ne suffit pas pour
savoir si un corps est pur ou non.
Présence dans une eau minérale
de substances autres que l’eau. Interpréter des résultats
expérimentaux en faisant appel à
Obtention d’une eau (presque) la notion de mélange (…,
pure par distillation.
existence de résidus solides, …).
Décrire une distillation.
EXEMPLES D’ACTIVITES
Un liquide d’aspect homogène
est-il pur ?
Une eau limpide est-elle une
eau pure ?
Lecture d’étiquettes de boissons
et de fiches d’analyse d’eau.
Obtention d’un résidu solide par
évaporation d’une eau minérale.
Distillation d’une eau minérale
fortement minéralisée ou d’eau
salée. Évaporation de distillat.
Pré requis de l’élève
o L’élève sait distinguer un mélange homogène d’un mélange hétérogène ;
o L’élève a décanté et filtré un mélange hétérogène ;
o L’élève connaît le test de reconnaissance de l’eau.
Mots-clé
o Eau
o Vapeur
o Mélange
o
o
o
Corps pur
Distillation
Evaporation
o
Test
Prévoir
Matériel
Poste professeur
o Un montage distillation fractionnée 19/26
o Deux supports statifs SYSDIDAC
o Une tige pour statif sans filetage
o Trois noix doubles de serrage
o Un chauffe ballons à régulateur
o Un verre à expérience gradué PP
Poste élève
o Une spatule
o Une pipette compte-gouttes
o Un bécher forme basse Pyrex
o Un verre de montre
o Un flacon compte-gouttes
Référence
06427
00035
00040
00165
15249
06835
Référence
06652
06732
06464
06648
06840
Consommables
o Eau minérale fortement minéralisée
o Sulfate de cuivre anhydre
© PIERRON 2006
317250
Distillation - Evaporation (page 1)
Document du professeur 2/5
Sécurité
Professeur
o Blouse de laboratoire pour femme
o Blouse de laboratoire pour homme
o Gants anti-chaleur
o Lunettes de protection confort
Elèves
o Blouse de laboratoire pour femme
o Blouse de laboratoire pour homme
01086
01085
12536
12525
01086
01085
Remarques, astuces
o L’eau minérale choisie doit être très riche en sels minéraux afin d’observer un résidu conséquent.
o L’ordre des expériences est important pour la bonne marche de la séance.
1. Débuter tout de suite la distillation de l’eau minérale (penser à mettre le chauffage en marche
dès les premières explications).
2. Pendant que la distillation se fait, décrire le montage à distiller.
3. Laisser la distillation fonctionner suffisamment longtemps pour obtenir assez de distillat.
4. Observer l’aspect du distillat.
5. Réaliser conjointement l’évaporation de l’eau distillée obtenue et de l’eau minérale.
6. Comparer les résultats et conclure.
Prolongements
o Si distiller de l’eau minérale ne présente aucun intérêt, il n’en est pas de même en ce qui concerne les
boissons alcoolisées. C’est par distillation dans un alambic, du vin, du cidre ou de fruits fermentés que
sont préparés des alcools tels que le calvados, le cognac, le rhum, le kirsch, le genièvre, … On réalise
deux distillations successives et seul le « cœur » du distillat est conservé, la « tête » et la « queue »
étant éliminées.
o La ville de Grasse dans les Alpes Maritimes est célèbre pour son industrie du parfum dont une étape
principale est la distillation d’un mélange d’eau et de végétaux (fleurs, racines, …) : la vapeur d’eau
entraîne les essences ; l’ensemble se condense et la séparation entre l’eau et l’huile essentielle se
réalise par différence de densité.
CASSETTE VIDEO « La chimie des parfums » référence 41102.
o Un autre exemple de distillation réalisée à grande échelle est la distillation du pétrole : cette
distillation fractionnée permet de séparer différents constituants du pétrole.
o La France ne connaît guère de problème d’alimentation en eau potable, mais il n’en est pas même
pour d’autres pays, d’où l’idée de dessaler l’eau de mer.
La distillation de l’eau de mer par évaporation - condensation est un procédé coûteux même lorsque
l’énergie solaire est utilisée : elle est pratiquée dans des pays tels que le Koweït et l’Arabie Saoudite.
Pistes d’évaluation
Expérimentales
Théoriques
© PIERRON 2006
-
Préparer les expériences d’évaporation
Réaliser le test au sulfate de cuivre anhydre
Porter une blouse
Travailler debout pendant les expériences
Nettoyer le matériel et le ranger
Répondre aux questions relatives à la distillation
Annoter le schéma du montage à distiller
Décrire et conclure l’activité 1
Décrire et conclure l’activité 2
Distillation - Evaporation (page 2)
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Nom :
Prénom :
Classe :
Date :
Physique - Chimie
Les états de la matière
DISTILLATION, EVAPORATION
Objectifs
o
o
o
Découvrir qu’une distillation permet de séparer certains constituants d’un mélange homogène ;
Réaliser l’évaporation d’une eau minérale ;
Découvrir l’utilité de l’évaporation.
ACTIVITE 1 : La distillation d’un mélange homogène
Le liquide utilisé aujourd’hui est une eau minérale fortement minéralisée.
Lire l’étiquette de la bouteille et répondre aux questions ci-dessous.
Pourquoi peut-on dire qu’il s’agit d’un mélange et qu’il est
homogène ?
L’eau minérale contient autre chose que de l’eau : c’est un mélange.
Ce mélange est homogène car on ne peut pas distinguer les constituants.
Peut-on en séparer les constituants par filtration ? Pourquoi ?
Cela est impossible car l’eau minérale est un mélange homogène donc
elle ne contient pas de solide en suspension.
Une autre technique sera donc utilisée : LA DISTILLATION
1. Observer le montage présenté par votre professeur en étant très attentif à ses explications. Cela vous permettra
de compléter le schéma ci-dessous à l’aide des mots pris dans la liste ci-après :
entrée d’eau (dans le réfrigérant) / sortie d’eau (du réfrigérant) / distillat / chauffe-ballon / eau minérale /
réfrigérant / ballon
2. Répondre maintenant aux questions suivantes.
Que se produit-il dans le ballon au bout de quelques minutes de chauffage ?
L’eau minérale commence à bouillir.
De la matière s’échappe de l’eau minérale : sous quel état est-elle ?
C’est de la vapeur qui s’échappe, c’est-à-dire un gaz.
A quoi sert le réfrigérant ?
Le réfrigérant sert à refroidir la vapeur pour la transformer en liquide.
Quel nom donne-t-on au liquide recueilli dans le verre à pied ? Le décrire.
Ce liquide s’appelle le distillat : c’est un liquide incolore.
Nous verrons plus tard qu’il s’agit ici d’une eau « presque » pure.
© PIERRON 2006
Distillation - Evaporation (page 3)
Document du professeur 4/5
Profitons de cette distillation pour rappeler comment mettre en évidence la présence d’eau.
Quel réactif utilise-t-on ?
On utilise le sulfate de cuivre anhydre.
A l’aide d’une pipette, déposer quelques gouttes du distillat sur le réactif
précédent contenu dans une petite coupelle.
Que se produit-il ?
Le sulfate de cuivre anhydre, qui était blanc,
devient bleu.
3. CONCLUSION
La distillation permet de séparer certains constituants d’un mélange homogène.
La distillation d’une eau minérale a permis de recueillir un distillat constitué d’eau presque pure
tandis que les sels minéraux sont restés dans le ballon.
ACTIVITE 2 : L’évaporation
Comment savoir si l’eau obtenue par distillation est « presque » pure ?
On pourrait la distiller à nouveau et regarder s’il y a un résidu dans le ballon.
Nous allons utiliser une méthode qui consiste à laisser « reposer » l’eau obtenue par distillation en la comparant à
celle prélevée directement dans la bouteille d’eau minérale
1. Mettre un peu de chacune de ces eaux dans un verre de montre.
Laisser reposer près d’une source de chaleur.
2. Observer les verres de montre : que constatez-vous ?
L’eau « disparaît ».
On dit que l’eau s’évapore : en quoi se transforme-t-elle lentement ?
L’eau se transforme en vapeur d’eau.
3. Comparer les deux verres de montre lorsque toute l’eau s’est évaporée : que remarquez-vous ?
Sur le verre de montre 1 (eau distillée), il n’y a pas de résidu.
Sur le verre de montre 2 (eau minérale), il y a un résidu solide blanc.
4. Nettoyer la table et ranger le matériel.
5.CONCLUSION
Nous avons réalisé l’évaporation de l’eau minérale et de l’eau distillée. L’eau s’est transformée en vapeur
d’eau.
Le résidu sec obtenu avec l’eau minérale montre que cette eau n’est pas un corps pur.
L’eau distillée, ne donnant quasiment pas de résidu après évaporation, est donc une eau presque pure.
Remarque : Dans la vie courante, l’évaporation de l’eau permet au linge lavé de sécher.
Entourer la bonne réponse
L’évaporation est plus rapide lorsqu’il fait chaud / froid, lorsqu’il y a du vent / il n’y a pas de vent et lorsque la
surface de contact du linge avec l’air est grande / petite.
© PIERRON 2006
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