Extraction de l'eau du sol lunaire - Apprendre la filtration et la distillation

Brève description :

Dans cette ressource, les élèves apprennent les changements d'état de la matière en utilisant l'exemple de l'eau sur la Lune.

Ils interpréteront les données d'un graphique de pression en fonction de la température pour l'eau afin de permettre une discussion sur la différence entre les changements d'état sur la Lune et ceux auxquels nous sommes habitués sur Terre.

Ils compareront ensuite deux méthodes de séparation des mélanges, dans le contexte de l'extraction de l'eau du sol lunaire.

Ils recevront des blocs analogues de sol lunaire préalablement préparés et compareront la distillation simple à la filtration et décideront laquelle est la plus efficace sur Terre et sur la Lune.

Sujet : Sciences, Chimie, Physique

Objectifs d'apprentissage

Apprenez comment les changements d'état varient en fonction de la pression et de la température.

Comprendre les changements d'état en termes de modèle particulaire.

Apprenez à utiliser l'équipement de distillation pour séparer les mélanges.

Utilisez la filtration pour séparer les mélanges.

Réaliser des expériences de manière appropriée, en tenant compte de la manipulation correcte des appareils, de la précision des mesures et des considérations de santé et de sécurité.

Évaluer les méthodes et suggérer des améliorations possibles et des recherches supplémentaires.

Interpréter les pourcentages et les variations de pourcentage sous forme de fraction ou de décimale.

Tranche d'âge :

12 - 16 ans

Temps

Préparation : 30 minutes
Leçon : 1 heure et 20 minutes

Ressource disponible en :

Anglais, Danois, Français, Allemand, Portugais et Espagnol

Activité 1 : L'eau est-elle différente sur la Lune ?

Dans cette activité, les élèves vont étudier les états de l'eau et les transitions de phase de l'eau. Ils analyseront le diagramme de phase de l'eau et réaliseront une expérience simple pour apprendre que la pression et la température affectent l'état de l'eau.

Enfin, les élèves feront le lien entre ce qu'ils ont appris et l'exploration de la Lune et la manière dont l'eau pourrait être extraite du régolithe sur la Lune.

Équipement

Feuille de travail imprimée pour chaque élève

Seringue

Eau chaude

Activité 2 : Filtration ou distillation ?

Dans cette activité, les élèves compareront deux méthodes de séparation de l'eau du sable : la filtration et la distillation. Ils recevront des carottes de glace/sol lunaire simulées qu'ils utiliseront dans leur expérience et calculeront le pourcentage de masse d'eau extraite dans chaque cas.

Équipement

Pour chaque groupe :

Fiches de travail imprimées pour les élèves

Carottes de glace préparées à l'avance (voir annexe)

Balance de pesage

Le sable et l'eau

Conditionnement des tubes à essai ou similaire

2 flacons coniques

2 cylindres de mesure

Filtre

Entonnoir

Brûleur Bunsen ou plaque chauffante/anneau d'ébullition

Trépied

Bouchon avec trou pour tuyau en plastique/caoutchouc

Grande boîte de conserve avec un trou sur le côté

Glaçons (pour refroidir les tubes)

Petit morceau de tuyau en cuivre (facultatif - améliore le refroidissement)

Le saviez-vous ?

Les astronautes de la Station spatiale internationale recyclent la majeure partie de l'eau qu'ils utilisent - environ 75%. Le système de récupération de l'eau peut récupérer l'eau de l'urine des astronautes et de leur respiration. Celle-ci est filtrée et nettoyée et peut être réutilisée. En moyenne, un astronaute de la Station spatiale internationale utilise 90% d'eau de moins qu'une personne sur Terre.

Mots-clés :

Chimie, Ressources pour la classe, Lune, Science, Secondaire, Sol, Eau