Séance 4 : Les métaux

« La semaine dernière, quelle matière avons-nous étudié ? »
« - Le plastique ! »

« Qu’est-ce qu’on a dit sur le plastique ? »
« - C’est léger ! »
« - Imperméable ! »

« Qu’est-ce qu’on a constaté d’autre ? Qu’avons-nous écrit dans le cahier de sciences ? »
« - Le glaçon a fondu plus vite sur le métal ! »
« Pourquoi ? »
« - Le plastique absorbe moins la chaleur, il est moins conducteur ! »

« Il avait d’autres avantages ? »
« - Il est transparent ! »
« - Il peut être opaque aussi ! »
« - Il est solide, incassable alors que le verre se casse ! »
« - On peut le déformer ! »

« Trempé dans l’eau ou le vinaigre, le plastique ne s’abîme pas ! 
Aujourd’hui on va s’intéresser au métal ! »

L’enseignante présente aux élèves deux clous : un rouillé et un neuf.
« J’en ai trempé un dans le vinaigre ! Que s’est-il passé ? »

« - ça a retiré la couleur ! »
« - Il est rouillé ! »

« Est-ce une transformation physique ou chimique ? »
« - C’est pas physique, sinon il serait tordu ! »
« - Il n’a pas changé de forme, il est juste plus vieux ! »

« Qu’est-ce qui s’est passé ? »
« - On dirait qu’on l’a mis dans la terre ! »
« - L’huile ! Non le vinaigre a enlevé la couleur ! »
« - Quelque chose s’est ajouté sur le clou ! »
« - On dirait qu’il y a de la graisse ! »
« La rouille, c’est de la graisse ? »
« - Non ! »
« - On dirait un clou utilisé, il s’abîme ! »

L'enseignante note au tableau l'ensemble des hypothèses.

« Ce clou est fait en quoi ? »
« - En métal ! »
« - En fer ! »

« Quels sont les différences avec le papier ? »
« - Le papier est fabriqué avec des arbres ! »

« Oui, le papier est issu du vivant ! »

« Et le plastique ? »
« - Le plastique est fabriqué à partir du pétrole ! »
« Et le pétrole c’est quoi ? 
Il est issu de la décomposition de la matière organique … également du vivant ! »

« Le métal vient d’où ? »
Il existe à l’état naturel… on le trouve dans des mines, des mines de fer, des mines d’aluminium ... »

« Quelle est la différence entre le métal et le fer ?
Une voiture est en métal ou en fer ? 
On va vous proposer des objets en métal ! »

La scientifique et l’enseignante distribuent à chaque groupe les objets : Une barquette d’aluminium, une pièce argentée, un bijou en or, une plaque cuivre, un gobelet en zinc.

« Ils sont en quoi ces objets ? »
« - En fer ! »
« - En aluminium ! »
« - La bague est en or ! »
« - La pièce en argent ! »

« Oui ! Tous sont en métal ! »
« - Ah ! Il y a différents types de métaux ! »
« Oui, il y a plusieurs métaux provenant de mines différentes à l’état naturel ! »

« Il va falloir les reconnaître ? Comment on pourrait faire ? »
« - Ils ont des couleurs différentes ! »
« Oui, c’est une bonne idée ! On vous a préparer une petite grille pour différencier les différents types de métaux ! »

Les élèves de service distribuent une fiche de reconnaissance des métaux.

« Quel est le premier test que vous allez faire ? »
« - Un test de couleur ! »
« Qu’est-ce qui est jaune ? »
« - La bague ! »
« La bague est donc en quoi ? »
« - En or ! »

Les élèves écrivent « bague » dans la case vide correspondant à l’or.

« Qu’est-ce qui est rouge ? »
« - La plaque ! »
« Elle est en quoi cette plaque ? »
« - En cuivre ! »

« On va maintenant regarder les métaux gris ! Plusieurs objets sont gris, qu’est-ce qu’il faut faire ? »
« - On test avec l’aimant ! »
« Pourquoi ? »
« - Les objets attirés par l’aimant sont en fer ! »

« Qu’est-ce qui est attiré par l’aimant ? »
« - Les clous ! »
« - Le bol ! »
« Qu’est ce qui fait que l’aimant attire ou non un objet ? »
« - Il attire quand c’est du fer ! »
« - C’est la force magnétique ! »
« Oui ! La force magnétique ! Elle est capable soit d’attirer les objets ; soit de ne pas les attirer ; soit de repoussé ! »

La scientifique fait la démonstration de deux aimants qui se repoussent… les élèves testent ensuite par eux-mêmes.

« Nous avons trié les objets en fer mais il nous reste des objets à trier ! Que pouvons-nous faire pour séparer l’argent, le zinc et l’aluminium ? »
« - On peut s’aider du test de corrosion ! »

« Oui ! Mais il y a un autre test possible … ! »
« - Le test de densité ! »

« Pour le test de densité, il faudra calculer la masse des objets pour un volume identique … nous ferons ce test cet après-midi ! »
Ce test est basé sur des mesures de masse, de volume et des calculs basés sur la proportionnalité.

« Nous allons donc faire le test de corrosion !
Pour le clou, qu’est-ce qui s’est passé ? »
« - Il a rouillé ! »
« - Il s’est usé ! »

« Il est de quelle couleur une fois rouillé ? »
« - Il est marron ! »
« Oui ! Il est marron brun ! C’est donc bien du fer ! »

La scientifique présente une pièce en cuivre oxydée recouverte de vert-de-gris et demande :
« Cette pièce est en quoi ? »
« - Elle est rouge, c’est du cuivre ! »

« Que voit-on sur la pièce ? »
« - De la peinture verte ! »

« Non ! Ce n’est pas de la peinture !  Qu’est-ce qui s’est passé ? »
« - Elle s’est abîmée ! Il y a eu de la corrosion ! »

« De quelle couleur est la corrosion du cuivre ? »
« - Verte ! … Alors ce que l’on voit c’est de la corrosion ! »

Ensuite elle présente la pièce de 100 Fr en argent…
« On a dit que ça pouvait être de l’aluminium, du zinc ou de l’argent ! Mais regardons de plus près la face corrodée… Elle est de quelle couleur … blanc, noir, brun ? »
« - C’est plutôt noir, alors c’est de l’argent ! »

« Quels métaux ne sont pas identifiés ? »
« - l’aluminium et le zinc ! »

« Comment pourrait-on les différencier ? »
« - Par un test de densité ! »

« Et par la corrosion, si on met les objets dans le vinaigre que se passera-t’il ? »
« - ils devraient devenir blanc si ils sont en aluminium ! »

Les élèves mettront en place les expériences de corrosion et de densité au cours d’une autre séance, l’après-midi.

L’enseignante demande aux élèves de coller la fiche des différents tests dans le cahier de sciences et d’écrire le titre de la séance : Les métaux.