Solutions et dissolutions...
Les Juniors ont fait une brillante entrée en matière
Qu'est ce que la chimie?
Que peut-on mélanger ?
Qu’est ce que la matière ? un état ? un liquide ? un solide ? un gaz???
Quelles sont les différences entre un solide et un liquide ?
Peut on toujours mélanger deux liquides? deux solides? un liquide et un solide entre eux?
Aucune réponse ne leur est donnée... il faut expérimenter pour savoir, comprendre... vérifier ses hypothèses... un véritable travail de chimiste!!!!
![bulletechno](/images/stories/FEDE/ElementsGraphiques/bulletechno.gif)
Deviner ce qu'il peut se passer en mélangeant deux liquides... |
En imaginant d'abord ce qu’il peut se passer entre deux liquides, puis en vérifiant par l'expérience, les enfants ont découvert ce que sont des liquides miscibles ou non miscibles, les liquides plus ou moins denses, les mélanges homogènes ou hétérogènes...
Ils on testé des mélanges...
- d’eau et d’huile avec ou sans agitation...
Les phases huileuses et aqueuses ne se mélangent pas de façon durable. Si on agite, le mélange semble homogène mais au bout d'un moment, les deux phases se séparent à nouveau. " C'est comme la vinaigrette!".
- d'eau versée dans le sirop et de sirop versé dans l'eau.
Le sirop si on le verse dans l'eau, en le faisant couler doucement le long de la paroi, reste au fond du bocal. Il est plus dense. Si on agite ensuite, on obtient unmélange homogène.
Par contre, si on le verse en premier et qu'on rajoute l'eau dessus, "on fait un super cocktail homogène car tout se mélange automatiquement!"
- d'eau et d'encre...
On verse l'encre à l'aide d'un compte gouttes...
Et voilà le résultat : l'encre diffuse lentement dans tout le bocal...
... et si on attendait suffissament longtemps, on pourrait même obtenir une solution homogène sans agiter...
A vous d'expérimenter...
Et si maintenant vous mélangiez à votre tour...
- de l’eau avec du lait
- de l’eau avec du vinaigre
- du lait avec du sirop
- de l’eau avec du liquide vaisselle...
Imaginez ce qu'il pourrait bien se passer puis pour vérifez vos réponses, expérimentez!
Attention, en bon chimiste, faites d'abord votre liste de matériel avant de réaliser l'expérience puis observez le résultat... et de conclure si vos mélanges sont miscibles ou non, s'il ya eu diffusion, quel est le liquide le plus dense...
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Trouver le solide qui est mélangé à de l'eau ? |
Les enfants ont ensuite imaginé ce qu’il pourrait se passer quand on mélange de l’eau avec une poudre blanche...
- si je mélange de l’eau avec du lait en poudre
- si je mélange de l’eau avec du sel
- si je mélange de l’eau avec du sucre
- si je mélange de l’eau avec du sable
- si je mélange de l’eau avec de la farine
- si je mélange de l’eau avec de la lessive en poudre
Les réponses ont fusé mais les questions sont restées en suspend... au "Laboratoire des curiosités", pas de cours magistraux... que des recherches!!!
Les enfants ont ensuite préparé un mélange d'une poudre blanche inconnue avec un peu d'eau.
Après avoir fait la liste du matériel, ils ont observé ce qu'il se passait au fur et à mesure que la poudre était ajoutée à l'eau...
Puis ils ont observé les changements s'ils agitaient leur solution...
Chacun a pu retrouver par la logique quel était la nature de sa poudre....
Expériences de Noêl par les Juniors
![bulletechno](/images/stories/FEDE/ElementsGraphiques/bulletechno.gif)
Fabrique une bougie inusable |
Matériel
Verre
Feuille de papier toilette
Huile (Huile essentielle)
Eau plate
(Colorant)
Allumette
Papier aluminium
Expérience
Remplir le verre d’eau et y rajouter un peu de colorant
Ajouter une épaisseur d’huile avec quelques goutes d’huile essentielle
Découper dans le papier aluminium une jolie forme.
Faire un petit trou a centre
Faire une petite mèche avec le papier toilette
La glisser dans le petit trou en la laissant dépasser du coté inférieur ( longueur inférieure à l’épaisseur de l’huile)
Positionner le tout sur l’huile
Allumer la mèche
La mèche s’allume mais au lieu de s’éteindre le papier continue à bruler.
Explication
L’huile surnage sur l’eau car elle est moins dense.
La mèche trempe dans l’huile. L’huile sert de carburant. Elle est brulée par la flamme au fur et à mesure qu’elle monte par capillarité.
Le colorant hydrosoluble (qui aime l’eau ) et l’huile essentielle qui se dissoud dans l’huile (hydrophobe) permettent d’avoir une jolie bougie odorante.
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Retrouve le chemin de la lentille |
![CSDec2011ExpNoelLentillesverses](/images/stories/REGIONS/PVE/ClubSciences/CSDec2011ExpNoelLentillesverses.jpg)
Matériel
Verres
Lentilles séchées et rincées
Eau plate
Eau gazeuse
Expérience
Verser de l'eau plate dans le premier verrepuis l'eau gazeuse dans le second.
Ajouter les lentilles dans les deux et comparer en observant bien ce qu'il se passe.
Explications
Dans l’eau plate, les lentilles coulent. Aucune ne se collent contre la paroi du verre. Certaines, si on les pose délicatement sur l’eau, restent en surface et ne coulent pas immédiatement.
On peut observer que sous ces lentilles se trouve un petit disque transparent, en fait une bulle d’air coincée. Si on remue la solution, la bulle s’échappe et la lentille tombe alors au fond du verre. « La bulle servirait de bouée à la lentille. »
Dans l’eau gazeuse, les lentilles dansent : elles « montent et descendent ».
Les bulles de gaz se fixent sur les lentilles et remontent très vite en surface. Elles poussent et entraînent ainsi avec elles les lentilles. Arrivées en surface, les bulles éclatent. Comme dans l’eau plate, les lentilles de la surface finissent par couler.
Sur leur chemin, les lentilles qui coulent peuvent rencontrer d’autres bulles qui les poussent encore vers la surface.
Le processus de va-et-vient s’arrête lorsqu’il n’y a plus de bulles de gaz. On se retrouve alors le cas de l’eau plate.
Les bulles de gaz exercent une force sur les lentilles pour que celles-ci puissent remonter.
![bulletechno](/images/stories/FEDE/ElementsGraphiques/bulletechno.gif)
Comment faire pour accélerer la danse des lentilles? |
Matériel
Verres
Lentilles séchées et rincées
Eau plate
Eau gazeuse
Pot
Bouilloire
Expérience
Et comment faire pour que les bulles dansent plus vite, sans toucher le verre ?
La danse des lentilles s’accélère si les bulles remontent plus vite. Les lentilles ont besoin de davantage d’énergie pour remonter. En chauffant au bain marie. On peut augmenter le dégagement gazeux. Les bulles peuvent « sortir de l’eau » plus vite, entraînant avec elles les lentilles dans une course plus rapide. Pour bien voir la différence, on leur propose de placer deux pots côte à côte et de comparer.
Expériences de Noel par les Minis
![bulletechno](/images/stories/FEDE/ElementsGraphiques/bulletechno.gif)
Plier un couteau sans le toucher |
Matériel
Saladier d’eau ;
Couteau (droit).
Expérience
Remplir le saladier d’eau
Plonger le couteau dans le saladier.
Le couteau semble être tordu quand il est dans l'eau. C’est un effet d’optique dû à la déviation de la lumière au moment où elle traverse la surface entre l’eau et l’air.
Explication
La lumière traverse en ligne droite le milieu dans lequel elle se trouve. Elle peut passer d’un milieu à l’autre mais sa trajectoire s’en trouve déviée. C’est la réfraction.
Ce phénomène dépend de l’angle d’incidence (angle du rayon lumineux par rapport à la surface) et des indices de réfraction des milieux qu’elle traverse.
L'indice de réfraction de l'eau étant différent de celui de l'air, l'image renvoyée est différente. Si l'on considère un rayon lumineux qui se propage en ligne droite, lorsque celui-ci rencontre l'eau, il va alors voir sa trajectoire modifiée. On parlera alors de déviation des rayons lumineux.
C’est ce qui se produit avec le couteau.
Les rayons lumineux provenant de la partie émergée du couteau et ceux venant de la partie immergée du couteau ne suivent pas le même trajet.
Cette déviation traduit les propriétés des différents milieux, ici, l'eau et l'air, on parlera de milieux d'indices de réfraction différents. Il s'agit en réalité du rapport entre la vitesse de la lumière dans le vide sur celui de sa vitesse dans le milieu concerné.
La lumière se propage à une vitesse donnée dans le vide (300 000 kilomètres par secondes).
Dans l'eau, le verre ou bien n'importe quel autre milieu transparent, les rayons lumineux rencontrent des obstacles qui vont modifier cette vitesse. Il faudra alors plus de temps à un rayon lumineux donné pour atteindre notre oeil.
![bulletechno](/images/stories/FEDE/ElementsGraphiques/bulletechno.gif)
Comment réveler le message secret? |
Matériel
Lait entier ou beurre ;
Jus de citron ;
Serviette de table en papier ;
fourchette ;
Bougie.
Expérience
Utiliser la pointe de la fourchette pour écrire un message secret en la trempant dans du lait ou bien le jus de citron utilisé pour déguster les huitres.
Laisser sécher.
Pour réveler le message, passer la flamme sous la feuille.
Le message apparaît alors.
Attention prudence !!!! Il faut rester très éloigné de la flamme pour ne pas mettre le feu au papier auquel cas le message est détruit pour toujours !!!!!!!!!!!!
Expériences de Noël par les Maxis
![bulletechno](/images/stories/FEDE/ElementsGraphiques/bulletechno.gif)
Trouver un moyen de faire bruler une flamme sous le niveau de l'eau sans qu'elle s'éteigne...
|
Matériel
Bougie
Vase
Allumette
Eau
(bougeoir)
Expérience
Placer une bougie longue dans un vase. La fixer avec sa cire au fond du vase ou bien en immergeant un bougeoir qui la maintiendra au fond.
Verser de l’eau jusqu’à 1 cm en dessous du haut de la bougie
Allumer la bougie et observer comment elle se consume.
Elle ne s’éteint pas même quand le niveau de l’eau passe au dessus de la flamme
Explications
La chaleur fait fondre la cire qui remonte par capillarité dans la mèche (paraffine moins dense que l’eau). La flamme se ravive.
Quand la flamme arrive au niveau de l’eau, la cire refroidit. Elle ne fond pas mais forme un cylindre protecteur autour de la flamme.
L’eau n’est pas en contact avec la flamme.
Pour brûler une flamme a besoin de 3 éléments. C'est le triangle du feu:
- le combustible : paraffine, mèche, huile...
- le comburant : oxygène de l’air
- de la chaleur : flamme elle-même
Pour éteindre un feu, il suffit d'éliminer un de ces trois éléments.
Truc expérimental
La flamme ne doit pas bouger. Il vaut mieux se placer dans un endroit très protégé de l’air.
Balancier flamboyant
Faire balancer une bougie grâce au feu |
Une bougie longue
Un cutter ou couteau
Une grosse aiguille
Deux verres
Une serviette de table
Une serviette en papier
Expérience
A l’aide du couteau, couper le bas de la bougie afin de faire apparaitre la mèche de l’autre côté. La bougie doit alors avoir une mèche de même longueur de chaque côté.
Mesurer la bougie, et planter l’aiguille, préalablement chauffée à la flamme, au milieu de la bougie, afin que l’aiguille transperce la bougie de part en part.
Déposer la bougie en équilibre sur les 2 verres en déposant chaque côté de l’aiguille sur chacun des verres. La bougie doit alors être en équilibre.
Placer une serviette en papier sous l’ensemble
Allumer les 2 mèches de la bougie l’une après l’autre.
On observe qu’au fur et à mesure que la bougie se consume, elle se met à se balancer et ce de plus en plus amplement.
''La bougie ne perd rien de sa lumière en la communiquant à une autre bougie" - proverbe japonais
Explications
Les 2 flammes font fondre la cire de chaque côté de la bougie, mais le fait de les avoir allumées l’une après l’autre fait que d’un côté, la cire a fondu plus tôt. Ce côté étant plus léger, la bougie penche donc de l’autre côté.
Ensuite lorsqu’une extrémité est en bas, la flamme qui brûle vers le haut, fait fondre plus de cire, elle devient donc plus légère à son tour, d’où le balancement.