SP3- "Concentration et quantité de matière" Activité expérimentale 16 La banane, le fruit pour les sportifs Partie 1 Comment compter les petites entités à notre échelle? Contexte du sujet Nous avons tous une représentation claire d'un grain de riz à notre échelle c'est à dire à l'échelle macroscopique. Question: Mais peut-on facilement évaluer le nombre de grains dans une récolte annuelle? Documents mis à disposition Document 1 Récolte annuelle mondiale durant l'année 2008 Document 2 Le matériel deux béchers de 50 mL, une coupelle en plastique ou en verre, une balance au centigramme, une réserve de grains de riz, une spatule, une banane et un couteau Document 3 La masse de l'atome d'aluminium La masse d’un atome est déterminée en multipliant la masse d’un nucléon par son nombre de masse A. On obtient ainsi pour l'atome d'aluminium :

Travail à effectuer Analyser

1. Proposer un protocole permettant d’évaluer le nombre de grains dans une récolte. Réaliser et valider

2. Le mettre en oeuvre et répondre à la problématique. Communiquer

3. Trouvez-vous tous la même valeur? Si non, quelles sont les sources d'erreur possibles?

4. Proposer alors des solutions pour améliorer le

résultat.

5. Une canette en aluminium ne contient que des atomes d'aluminium. On se retourve à l'échelle microscopique. Qui gagne entre la canette et la production mondiale de riz en ce qui concerne le nombre d'entités?

Comment va-t-on compter,mesurer les molécules, atomes ou ions pour pouvoir les mesurer: c’est à dire pour passer de l’échelle microscopique à l’échelle macroscopique ?

Partie 2 Pourquoi une nouvelle unité de mesure de la matière pour le

chimiste ? Contexte du sujet Le chimiste s'intéresse au nombre de molécules mais mesure des masses. A une masse plus grande correspond un nombre de molécules plus grand? Prenons un exemple, un sportif mange avant une compétition 100 g de banane. Question: A -t-il mangé plus de molécules de vitamine E ou plus de molécules de vitamine B 5?

Documents mis à disposition Document 1 Intérêt de la banane chez le sportif La banane est l’un des fruits frais les plus énergétiques (90 Kcal/100g), encore plus que le raisin. C’est une source d’énergie utile pour le sportif, dans le cadre d’une ration d’effort (récupération). Cette source d’énergie repose essentiellement sur les glucides, dont la nature varie en fonction du stade de maturation. D’abord riche en amidon, les teneurs en fructose et glucose augmentent en mûrissant. La banane présente d’autres atouts nutritionnels, en particulier sa richesse en oligoéléments, dominée par le potassium, le magnésium, les vitamines B et E. Les vitamines du groupe B sont bien représentées, avec une richesse particulière en B6, qui intervient dans la constitution des stocks énergétiques (néoglycogénèse). La teneur en vitamine E est relativement élevée pour un fruit, et contribue à renforcer le potentiel anti-oxydant en phase de récupération d’effort. Parmi les minéraux, la banane est l’un des fruits frais les plus riches en magnésium, et surtout en potassium. Par cet apport minéral, la banane participe efficacement à prévenir l’apparition de crampes, courbatures, ou fatigue chez le sportif. http://www.irbms.com/fiches-aliments-banane Document 2 Valeurs nutritionnelles pour 100 g de banane

Document 3 Les vitamines

Document 4 Les masses des atomes

Travail à effectuer

Analyser, valider et communiquer

1. Proposer une synthèse argumentée qui permette de répondre à la question posée et y répondre.

2. De quoi dépend logiquement le nombre de molécules contenue dans un échantillon de masse

donnée? La grandeur « masse » est-elle un bon indicateur du nombre de molécules? Partie 3 Du nombre de molécules à la mole Contexte du sujet La grandeur « masse » n'étant pas un bon indicateur du nombre d’entités, le chimiste utilise une autre grandeur pour les compter par paquet : c'est la quantité de matière dont l'unité est la mole.

Question: A combien d'entités correspond une mole?

Documents mis à disposition Document 1 Valeur nutritionnelle pour 100g de banane. Les compositions en chimie mentionnent souvent deux grandeurs différentes pour une espèce donnée : la masse en milligramme et la quantité de matière en mole. L'unité «mmol» se lit «millimole» et représente un millième de mole.

Doc 2 The mole lets us count atoms by weighing.

Work to be performed

Analyser et communiquer

1. Proposer une synthèse permettant de donner le nombre d'entités contenu dans une mole en utilisant le document 1 et document 4 de la partie 2. Répondre à la question.

Valider

1. Comment your result obtained for and compare it with the document 2.

2. What is a mole in chemistry ?

3. La grandeur « quantité de matière » est-elle un bon indicateur du nombre de molécules ?

4. Déterminer la quantité de matière (en mole) de vitamine E et la quantité de matière de vitamine B5 ingurgitée par un sportif mangeant 100 g de banane.

5. A l'aide de bulles, résumer ce que vous avez appris sur la mole.