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1.2:

La méthode scientifique

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Chemistry
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The Scientific Method

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La méthode scientifique est une approche systématique suivie par toutes les disciplines scientifiques. Il suit six étapes principales:faire une observation, poser une question, construire une hypothèse, conduire d’expériences, interpréter des données, et enfin, la dérivation d’une conclusion. La méthode scientifique commence par une observation et une question pour aider à comprendre cette observation.Par exemple, le chimiste Français Antoine Lavoisier a observé les phénomènes de combustion. Il a formulé une question pour comprendre ce qui se passe quand on brûle quelque chose. Où va la matière La troisième étape de la méthode scientifique est de formuler une hypothèse une explication provisoire pour l’observation en question, ce qui peut être testé.En réponse à sa question Où va la matière Lavoiser a émis l’hypothèse que dans une réaction chimique, la matière n’a été ni créée ni détruite. Une bonne hypothèse est également testable et falsifiable. Une hypothèse testable est celle qui fait des prédictions qui peuvent être confirmées par des expérimentations ou observations.Elle est falsifiable lorsqu’elle peut être réfutée par l’expérimentation. La quatrième étape de la méthode scientifique est l’expérimentation et la collecte de données. Les expériences sont des observations ou des mesures conduit dans des environnements contrôlés comme la température, la pression ou le volume.Cette étape examine dans quelle mesure le monde réel correspond à celui prédit par l’hypothèse. Quelques expériences et observations sont qualitatifs décrivant comment un processus se déroule. D’autres sont quantitatifs mesurer ou quantifier quelque chose sur le processus.Lavoisier a testé son hypothèse en chauffant du mercure dans un cadre fermé. Cela a conduit à la formation d’une substance rougeâtre. Ses expériences étaient quantitatives, alors il a soigneusement enregistré la messe des réactifs et des produits en système fermé ainsi que séparé.La cinquième étape est l’interprétation et l’analyse des données évaluer si les résultats soutiennent ou réfutent l’hypothèse et si une expérimentation supplémentaire est nécessaire. Lavoisier a observé que la masse totale du pot et de son contenu avant et après la réaction est resté le même, bien que la masse du produit rouge était supérieure à celle du mercure d’origine. La dernière étape consiste à tirer une conclusion logique et décider d’accepter ou de rejeter l’hypothèse.Si les résultats soutiennent fortement l’hypothèse, alors il est accepté. Il peut également être soumis à des tests supplémentaires ou affiné en posant de nouvelles questions, et mener de nouvelles expériences. De ses expériences, Lavoisier a conclu que depuis la masse totale du pot est resté inchangé pendant la réaction, l’oxygène dans le bocal s’était combiné avec le mercure pour former le nouveau produit, maintenant connu sous forme d’oxyde de mercure Cette conclusion soutenu fortement son hypothèse sur la conservation de la masse que la masse totale des objets reste inchangé pendant le processus de gravure.Cependant, si une hypothèse est démentie, alors les scientifiques peuvent formuler une nouvelle hypothèse en s’inspirant des expériences qui ont échoué, et recommencer. Même si nous voyons la méthode scientifique comme une série d’étapes, de nouvelles informations ou idées peut amener un scientifique à sauvegarder et à répéter les étapes à tout moment du processus. Ainsi, la méthode scientifique est un processus itératif.

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La méthode scientifique

La chimie est une science empirique. Les scientifiques posent souvent des questions pour comprendre la chimie dans la vie quotidienne et cherchent des réponses à ces questions. Pour y parvenir, les scientifiques suivent une série définie d’étapes qui, ensemble, constituent la méthode scientifique. Cette approche implique de faire des observations, de poser des questions, de construire une hypothèse, de mener des expériences, d’analyser les résultats et d’élaborer une conclusion.  

Observation et question

La première étape de la méthode scientifique consiste à observer un phénomène dans le monde physique. Ensuite, une question est posée pour mieux comprendre ce phénomène. Par exemple, la question pourrait être la suivante : “ qu’est ce qui gèle plus rapidement, l’eau ordinaire ou l’eau à laquelle du sel a été ajouté ? “

Hypothèse

L’étape suivante consiste à formuler une explication pour l’observation particulière. Cette interprétation provisoire d’un ensemble d’observations qui sert de guide pour comprendre le phénomène observé est appelée une hypothèse. Par exemple, pour la question ci-dessus, une hypothèse pourrait suggérer que l’ajout de sel modifie le point de congélation de l’eau ordinaire.

Les scientifiques utilisent souvent la recherche et la littérature antérieures pour commencer leur enquête et formuler une hypothèse qui pourrait être vérifiée par des expériences. Une hypothèse solide est à la fois vérifiable et réfutable. Elle est considérée comme vérifiable s’il est possible de prouver qu’elle est juste, et réfutable s’il est possible de prouver qu’elle est fausse ; auquel cas, le scientifique doit modifier ou rejeter l’hypothèse.  

Expérimentation  

La troisième étape consiste à concevoir et à mener des expériences pour vérifier la validité de l’hypothèse. Les expériences sont des mesures et des observations effectuées dans des conditions contrôlées. Certaines observations et expériences sont qualitatives (décrivant comment un processus se produit), tandis que beaucoup sont quantitatives (mesurant ou quantifiant quelque chose à propos du processus). Pour vérifier l’hypothèse de l’eau salée, le scientifique peut prendre deux verres avec des quantités égales d’eau, à température ambiante. Une cuillerée de sel peut être ajoutée à l’un des verres, et les deux verres placés dans le congélateur. L’état de l’eau dans chaque verre peut être observé toutes les 15 minutes et le temps mis pour que chaque verre d’eau devienne complètement gelé peut être enregistré.  

La conception expérimentale est une étape critique de la méthode scientifique. Il convient de faire attention à contrôler le nombre de facteurs variables afin de pouvoir surveiller l’effet d’un facteur spécifique en question.  

Analyse du résultat et conclusion

L’étape suivante consiste à analyser les résultats des expériences et à conclure si ces résultats valident ou non l’hypothèse. Si la conclusion est qu’ils le font, alors l’hypothèse est acceptée et pourrait être soumise à d’autres expérimentations pour répondre à de nouvelles questions. Lorsqu’une hypothèse s’avère fausse, une nouvelle hypothèse peut être proposée, et le processus se poursuit.  

Dans l’exemple de l’eau salée, les résultats indiquent que l’eau salée met plus de temps pour geler que l’eau ordinaire. Cela donne la conclusion que l’eau avec du sel gèle à un rythme plus lent que l’eau ordinaire. Ainsi, les résultats valident l’hypothèse.

Ce texte est adapté de Openstax, Chimie 2e, Section 1.1 : La méthode scientifique.