SCISAT-1

Le rôle du chlore

Notes du professeur

Voir fiche technique – Le rôle du chlore

Comprend :

  • Information de base sur la formation et la destruction de l'ozone et sur le rôle du chlore dans le processus.
  • Transparents.

Éléments importants

Note : Il n'est pas nécessaire à ce niveau que les élèves comprennent les réactions chimiques complexes. Toutefois, à l'aide des représentations graphiques et des démonstrations concrètes, ils pourront comprendre les concepts de base relatifs au rôle du chlore dans l'atmosphère.

  1. L'ultraviolet C (UV-C) utilise la lumière ultraviolette pour former de l'ozone à partir de molécules d'oxygène.
  2. L'ultraviolet A et l'ultraviolet B (UV-A et B) utilisent la lumière ultraviolette pour photodissocier (séparer) l'ozone et former des molécules d'oxygène.
  3. Les UV-A et B sont légèrement plus lents pour détruire l'ozone que les UV-C le sont pour le former.
  4. Il en résulte qu'il y a toujours un surplus d'ozone dans l'atmosphère. Ce surplus d'ozone forme la couche d'ozone autour de la Terre. C'est elle qui absorbe presque tous les rayons UV-A et UV-B du Soleil et qui protège les plantes et les animaux de ces radiations potentiellement dangereuses.
  5. Lorsque le chlore entre en jeu, les choses changent radicalement. Le chlore accélère la conversion de l'ozone en oxygène moléculaire. En fait, le chlore « dérobe » l'ozone de l'atmosphère. De plus, la réaction du chlore n'a pas le même rythme (vitesse) que le processus des UV-A et B. Le chlore convertit l'ozone restant en oxygène moléculaire à un rythme plus rapide que le rythme auquel les UV-C peuvent produire de l'ozone. S'il n'y a plus d'ozone dans l'atmosphère (parce qu'il est complètement détruit par les réactions au chlore), il n'y a plus de molécules d'ozone pour absorber les rayons ultraviolets A et B. Sans molécules disponibles dans l'atmosphère pour absorber les UV-A et B, les radiations atteignent la surface de la Terre.
  6. Les CFC (chlorofluorocarbones) produisent une série de réactions conduisant à la dispersion des molécules de ClO dans la stratosphère. Ces molécules contiennent un seul atome de chlore et un seul atome d'oxygène. C'est cette molécule (dérivée des CFC) qui réduit la quantité d'ozone dans la haute atmosphère.

Activités de l'élève

  1. Explication du professeur sur la formation et la destruction de l'ozone lorsque le chlore entre en jeu. Voir la Fiche technique – Le rôle du chlore pour obtenir les explications et les transparents.

    Absorption des rayons UV par l'oxygène

    Absorption des rayons UV par l'oxygène

    La formation et la destruction de l'ozone lorsque le chlore entre en jeu. Les flèches rouges indiquent le parcours des molécules d'ozone et les flèches bleues indiquent le parcours des molécules d'oxygène. L'air à l'intérieur du pot de verre illustre l'atmosphère terrestre.
    Cliché de transparent

  2. Démonstration de l'élève sur la façon dont le chlore réagit dans l'atmosphère.

Matériaux

  • guimauves miniatures (au moins deux couleurs)
  • cure-dents
Guimauves

Procédure

  1. Regrouper les élèves par paires.
  2. Distribuer 9 guimauves miniatures d'une couleur (pour représenter les atomes d'oxygène), 3 guimauves miniatures d'une autre couleur (pour représenter les atomes de chlore) et 6 à 9 cure-dents par paire d'élèves.
  3. Demander aux élèves de combiner les atomes d'oxygène à l'aide des cure-dents pour former des molécules d'oxygène et des molécules d'ozone.

    molécules d'oxygène molécules d'ozone

  4. Demander aux élèves d'introduire des atomes de chlore libres et de démontrer comment ils attaquent les molécules d'ozone pour former du ClO et du O2.

    Atomes de chloreOxide de dichloreAtome de chlore

  5. Laisser assez de temps aux élèves pour expérimenter et discuter des combinaisons et recombinaisons possibles des atomes de chlore et d'oxygène.
  6. Discuter des sources de composés détruisant l'ozone dans notre quotidien. Se référer à la Fiche technique.
  7. Demander aux élèves de créer et de présenter au groupe des publicités pour l'utilisation de produits sans danger pour la couche d'ozone.