Résumé : Cette activité porte sur la totalité des notions et contenus abordés dans la partie «Apport de la chimie au respect de l’environnement»





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Thème : AGIR - Défis du XXIème siècle

(Sous thème : Economiser les ressources et respecter l’environnement)

Type de ressources :

  • documents illustrant les notions du programme,

  • un éclairage sur certaines thématiques, ouvrant des perspectives et permettant à l’enseignant de faire ses choix pédagogiques,

  • prolongements, approfondissements des notions au programme,

  • références bibliographiques et sitographie.

Notions et contenus :

  • Chimie durable :

- économie d’atomes

- limitation des déchets

- agro ressources

- chimie douce

- choix des solvants

- recyclage

  • Valorisation du CO2

Compétence travaillée ou évaluée : Extraire et exploiter les informations

Nature de l’activité : Activité documentaire (1h30 ou 2h)

Résumé :

Cette activité porte sur la totalité des notions et contenus abordés dans la partie « Apport de la chimie au respect de l’environnement » et s’articule en quatre parties indépendantes. La première partie permet de présenter les douze principes de la chimie verte qui seront repris ensuite dans les trois parties suivantes où seront développés le recours aux agro ressources, l’étude de synthèses économisant les atomes et la valorisation du CO2.

Mots clefs : chimie durable, économie d’atomes, rendement, catalyse, solvant supercritique.

Académie où a été produite la ressource : Académie d’Orléans-Tours

http://physique.ac-orleans-tours.fr/

LA CHIMIE DURABLE
Conditions de mise en œuvre :
Cette activité porte sur la totalité des notions et contenus du sous thème et s’articule en quatre parties  indépendantes. Elle est modulable en fonction du temps disponible (1h30 ou 2h). Elle permet de réinvestir les connaissances acquises sur la stratégie des synthèses et sur les transformations en chimie organique.
1ère partie : Faire prendre conscience à l’élève que la chimie est en pleine évolution et lui présenter les 12 principes de la chimie verte qui seront repris dans les trois parties suivantes. Ce travail peut être fait au préalable à la maison.
2ème partie : Montrer que les végétaux sont une ressource durable pour la chimie à l’aide de deux exemples au choix :

  • les biocarburants où l’élève doit, d’après un rapport de la Cour des comptes, relever les avantages et inconvénients de la première génération et se positionner sur l’intérêt de leur utilisation.

  • l’isosorbide qui est une molécule plateforme obtenue à partir de l’amidon. L’élève doit placer dans un organigramme les molécules qui par leur transformation successive vont donner l’isosorbide ainsi que les molécules obtenues à partir de l’isosorbide. Il en déduit l’intérêt de cette synthèse pour la société Roquette.


3ème partie : Etudier deux synthèses de médicaments faisant intervenir l’économie d’atomes. Montrer un exemple de valorisation des déchets avec le cas du glycérol. Cette partie se termine avec une mise en situation de l’élève afin qu’il puisse mettre en application les différents concepts précédents.
4ème partie : Montrer à l’élève qu’une matière polluante (le CO2) peut trouver des applications en chimie durable.
Remarque : Certaines questions proposées sur les connaissances des transformations en chimie organique peuvent être supprimées en fonction du temps imparti car elles ne sont pas indispensables à la compréhension de l’apport de la chimie au respect de l’environnement. Elles permettent simplement de réinvestir des connaissances acquises.

Extrait du BO :


Notions et contenu

Compétences exigibles

Notions et contenus :

  • Chimie durable :

- économie d’atomes

- limitation des déchets

- agro ressources

- chimie douce

- choix des solvants

- recyclage

  • Valorisation du CO2




Extraire et exploiter des informations en lien avec :

- la chimie durable

- la valorisation du dioxyde de carbone

pour comparer les avantages et inconvénients de procédés de synthèse du point de vue du respect de l’environnement.


Compétences travaillées :


  • Compétences « préambule du cycle terminal » :


Démarche scientifique :

Mettre en œuvre un raisonnement,

Identifier un problème,

Mobiliser ses connaissances,

Communiquer à l'oral et à l'écrit.
Lien avec les autres disciplines : Possibilité, préalablement à l’activité et en collaboration avec le professeur d’anglais, de faire traduire aux élèves « The 12 Principles of Green Chemistry » (voir le lien donné dans les ressources du professeur).



  • Compétences « extraire et exploiter » :


Extraire : Choisir de manière argumentée

Choisir ce qui est à retenir dans des ensembles
Exploiter : Exploitation qualitative

Analyse critique d'un résultat

Prérequis : Les transformations et la stratégie des synthèses en chimie organique.


LA CHIMIE DURABLE

Ce travail en quatre parties a pour vocation de traiter l’ensemble des notions et contenus liés à la partie :

« Apport de la chimie au respect de l’environnement »


PARTIE 1 : Quels sont les enjeux et défis de la chimie du XXIe siècle ?
Le but de ce travail préliminaire est de vous faire prendre conscience que la chimie est en pleine évolution et vous faire découvrir les 12 principes de la chimie verte.

PARTIE 2 : Le monde végétal, une ressource durable pour la chimie ?
Comme on peut le lire fréquemment dans la presse, on cherchera à savoir si les végétaux peuvent constituer une ressource durable pour la chimie à l’aide de deux exemples au choix :


  • les biocarburants, avantages et inconvénients.

  • l’isosorbide, une molécule plateforme obtenue à partir de l’amidon.



PARTIE 3 : Quelques synthèses en chimie durable 
La chimie nouvelle étant en marche, vous étudierez deux synthèses de médicaments faisant intervenir l’économie d’atome. On s’intéressera aussi à la valorisation des déchets avec le cas du glycérol. Enfin, vous mettrez en application les différents concepts précédents.

PARTIE 4 : Du polluant à une matière première, le CO2, une valeur sure !
Pour redorer l’image d’une matière polluante (le CO2), on montrera son utilité et ses applications en chimie durable.
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