Prendre une solution de silicate de sodium de densité 1,1 diluer le silicate de sodium commercial avec de l'eau désionisée,environ 1/1,ajuster avec








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Les grands classiques par Chipe

1. Jardin chimique

Prendre une solution de silicate de sodium de densité 1,1 (diluer le silicate de sodium commercial avec de l'eau désionisée,environ 1/1,ajuster avec densimètre). Mettre 1000 mL de cette solution dans un bécher (1500 mL) et introduire de gros morceaux de sels hydratés qui se déposent au fond du récipient ; couvrir avec un verre de montre ou du parafilm. Des "fleurs" se forment (en quelques heures) sur ces fragments (formation de membranes colloïdales semi-perméables, l'eau pénètre dans le "sac" ainsi formé et vient diminuer la concentration de la solution qui s'y trouve - la pression osmotique)

AlCl3 (blanc) ; CoCl2 (bleu foncé) ; CrCl3 (vert foncé) ; CuCl2 (bleu-vert clair) ; FeCl3 ou sulfate de fer-III(marron-jaune) ; MnCl2 (blanc et rose pale) ; CaCl2 (blanc) ; Ni(NO3)2 (vert) ; KMnO4 (violet) ; sulfate de cuivre, de nickel et d'aluminium, de chlorure de cuivre et et de nitrate de cuivre, de fer, de cobalt, de nickel.

2. Les macrocristaux : par inventer & découvrir - Club des I.D. d'Antony

3. Réaction colorée :

Couleur violette intense - Acide salicylique avec du perchlorure de fer FeCl3,6H2O en solutions très diluées (Cette réaction met en évidence la fonction phénol présente dans l'acide salicylique.) d'après P. Morel.

BULLES DE SAVON

Il existe de nombreuses composition de solutions pour bulles de savon sur le web sur les sites américains (pratiquement pas sur les sites francophones), mais ces compositions font appel à deux marques de produits vaisselle introuvables en France à ma connaissance.

Le liquide pour bulles se compose

- d'eau purifiée (désionisée ou permutée ou osmosée ou distillée)

- d'un tensio-actif sous forme soit de produit vaisselle soit de bain moussant (un ordre de grandeur : 3% à 10% et + m/m)

- d'un humectant : glycérine

- d'un épaississant : gélatine , sirop de glucose, sucre, blanc d'oeuf...

Laisser la solution obtenue reposée au moins une nuit avant d'utiliser.

J'ai essayé diverses proportions et marques qui à ce jour ne me donnent pas entièrement satisfaction, aussi j'attends avec impatience vos propositions.

1. Une "ancienne recette" à base de savon de Marseille (par P. Flamey d'après Joseph Plateau) :

Réaliser une savonnée très forte à l'aide d'eau purifiée tiède et de savon de Marseille râpé (ou en paillettes).Lorsque le mélange est refroidi, le passer à travers un linge. Mélanger à de la glycérine dans la proportion 2 volumes de glycérine pour 3 volumes de savonnée. Laisser reposer, puis enlever la croûte blanchâtre qui se sera formée. Votre liquide à bulles est prêt.

2. La recette Chipe (peut-être encore améliorée!) :

12 mL de liquide vaisselle type "Kizz" ; 100 mL d'eau purifiée ; 1 mL de glycérine ; 2 cuillère à café de sucre en poudre. Mélanger et laisser reposer au moins une nuit.

Faites nous connaître vos records : la plus grosse bulle, la durée de vie la plus longue !



MISE EN GARDE : En raison de leur danger potentiel, les expériences suivantes ne doivent être réalisées que par un professeur de chimie expérimenté.

2. Triodure d'azote (explosions)

Précautions : paire de lunettes et gants de protection ; travailler sur de petites quantités.

Mélanger dans un tube à essais 1 pincée de diiode dans 10 mL d'ammoniaque concentré. Filtrer le précipité sur un filtre papier, éliminer l'excès de diiode par lavage avec quelques mL d'éthanol.

Facultatif : Traiter le résidu avec 5 mL d'ether éthylique pour un séchage plus rapide.

Le fitre papier est retiré de l'entonnoir et placé avec précaution sur un support stable. Après environ 1 heure de séchage, il suffit de effleurer la poudre noire avec un petit baton (ou même une plume !) pour obtenir une explosion accompagnée de vapeurs violettes. (Ne pas stocker les cristaux noirs de triodure).

Variante : Agiter 5 g de diiode et 3 g d'iodure de potassium dans un becher avec 50 mL d'eau. Ajouter 20 mL d'ammoniaque concentré en agitant jusqu'à cessation du précipité. Filtrer et répandre en fine couche la poudre humide sur des feilles de papiers-filtres; les découper en petits rectangles que l'on laissera sécher plusieurs heures. Une fois secs et déposés sur le sol, ils crépiteront au moindre contact (chaussure etc...)

Equation : 2[NI3][NH3] -----> 3I2 + N2 + 2NH3

N.B. Les résidus de diiode peuvent être agités avec un peu de solution de Na2SO3 et rejetés à l'évier.

3. Volcan

Avec de l'argile faconner un cône volcanique ayant une trentaine de cm de hauteur et une soixantaine de cm de diamètre à la base. Placer ce cône sur une planche comme support. Enfoncer un manche à balai dans la pointe du cône jusqu'à une profondeur de 5 à 7 cm.

Sur un morceau de papier, verser à peu près le triple de la quantité de dichromate d'ammonium (en gros cristaux de préference) qui serait nécessaire pour remplir le trou ménagé dans le cône. Verser une petite quantité de magnésium en poudre sur les cristaux de dichromate et mélanger avec précaution à l'aide d'un agitateur en verre. Verser la moitié environ de ce mélange dans le cône du volcan. Couper un morceau de ruban de magnésium d'une longueur de 7,5 cm environ et enfoncer l'une de ses extrémités dans le mélange qui remplit le cône. Laisser dépasser l'autre extrémité, qui servira de mèche. Mettre le feu au ruban avec une allumette et s'écarter de la maquette. Si l'éruption ne se produit pas dès la première fois, attendre quelques instants, placer une autre mèche et répéter l'opération. Une fois l'éruption obtenue, pendant que les matières demeurées dans le cône sont encore chaudes, verser le reste du mélange et il se produira une deuxième éruption. ( d'après "manuel de l'unesco pour l'enseignement des sciences")
variante : mèche un petit rouleau de papier-filtre imbibé d'éthanol ou humecté les cristaux à l'aide d'une pissette remplie d'acétone.

(NH4)2Cr2O7(s) --------> N2(g) +4H2O(g) + Cr2O3(s)

Remarque : les sels de dichromate pourraient être cancerigènes.

4. Serpent du pharaon

Réaliser un cône de sable dans une assiette de porcelaine (ou sur une brique réfractaire). Placer au sommet 3 grosses pastilles réalisées avec un mélange de bicarbonate de sodium NaHCO3 et de sucre glace. Ajouter 5 mL d'éthanol et enflammer. Il se forme un "serpent" noir pouvant atteindre 1 m de long.

variante : Une capsule à évaporer contient 3 g de paranitroacétanilide et 1 mL d'acide sulfurique concentré. Lorsqu'on chauffe lentement ce mélange, un "serpent" se dresse au-dessus de la capsule dans un nuage de fumée. (la fumée et les gaz dégagés sont irritants pour les yeux et les poumons ----> hotte aspirante !)

5. Mousse

Dans un tube à essais rempli au 1/3 d'eau oxygénée, mettre quelques gouttes de liquide vaisselle puis ajouter de l'iodure de sodium. Il se produit une grande quantité de mousse très épaisse qui jaillit du tube.
Réaction d'oxydo-réduction entre I- et H202 produisant O2.
RÉACTIONS EXPLOSIVES
Oxydation de l'éthanol par le trioxyde de chrome VI

Sous une cloche, pour éviter les projections, verser quelques gouttes d'éthanol sur du trioxyde de chrome VI de formule CrO3.
La réaction est très vive.
Le trioxyde de chrome VI de couleur rouge foncée est réduit en trioxyde de dichrome III de couleur verte.

L'éthanol est oxydé en éthanal qui se vaporise en partie car la réaction est très exothermique.

L'éthanal qui reste en contact avec le solide s'oxyde en acide éthanoïque.

Formule de la POUDRE A PETARD

Remarque

Sachez que la fabrication ou l'utilisation de cette poudre est interdite par la loi, présente certains dangers (explosions, brûlure, intoxication...) et ne pourrait engager ma responsabilité.
Matériel

  • Charbon de bois réduit en poudre

  • Soufre également en poudre

  • Nitrate de potassium (engrais en granulé) encore en poudre

Précautions

Attention à la forte chaleur produite, c'est une réaction très vive, il ne faut donc utiliser que de petites quantités.
Il faut la faire brûler dans un endroit dégagé de tous matériaux inflammables.

Méthode et observations

Il existe plusieurs dosages, selon ce qu’on veut faire avec cette poudre, en voici quelques-uns : (les chiffres indiquent un pourcentage en masse)

Dosage

Salpêtre

Souffre

Charbon de bois

Ancienne poudre de guerre

75

12.5

12.5

Poudre de guerre F3

75

10

15

Poudre de chasse

78

10

12

Ordinaire

62

20

18

Vous l'aurez compris, il faut bien mélanger les poudres. voilà c'est prêt.
Il ne reste plus qu'à mettre le feu.
La poudre noire déflagre lorsqu’on l’initie avec une source d’énergie suffisante. Cette source n’a pas besoin d’être très puissante : un simple friction, une petite flamme ou un fil chaud peuvent suffire.
Lorsqu’on dit que la poudre noire déflagre, on sous-entend qu’elle se décompose par combustion. Sa vitesse de déflagration varie selon le type de poudre utilisé (plus ou moins gros grains, leur forme, etc.), elle va de 400 à 800 m/s. Au moment de l’explosion, il y a un flash lumineux, un son puissant, une dense fumée riche en CO se dégage et par la suite, il y a une odeur de souffre qui s’installe. La température au moment de l’explosion peut atteindre un sommet assez impressionnant de 2400°C. Un kilogramme de poudre produit environ 300 litres de gaz.
Vous pouvez utiliser cette poudre pour faire de jolis feux d'artifices en la mélangeant à un métal en poudre ( fer, aluminium,...) pour obtenir des teintes différentes

Complément

C'est la première substance explosive découverte par l’homme, au temps où la chimie n’existait pas et où régnait plutôt l’alchimie.
On retrouve les premières apparitions de la poudre noire chez la civilisation chinoise du Xe siècle de notre ère. Ceux-ci s’en servaient dans des feux d’artifice.
Sa survie aussi prolongée a été possible grâce à son monopole qu’elle a détenu sur les substances explosives jusqu’au XIX e siècle. La venue de la nitroglycérine a presque totalement fait disparaître la poudre à canon.

   

Auto-inflammation

Matériel·

  • Une petite boîte de conserve vide et propre

  • Permanganate de potassium (KMnO4) pulvérisé

  • Glycérol pur (propane-1,2,3-triol)

  • Un compte-gouttes

Précautions

Attention à la forte chaleur produite, c'est une réaction assez vive, il ne faut donc utiliser que de petites quantités.
La boîte de conserve reste brûlante un bon moment. En cas d'urgence pour éteindre les flammes, verser de l'eau froide dans la boîte.  

Méthode et observations

Faire un petit monticule de poudre de permanganate de potassium au centre de la boîte de conserve.
Ajouter 4 ou 5 gouttes de glycérol (liquide gras, très visqueux) au sommet du tas de poudre.
Au début, rien ne se passe... Au bout de quelques secondes (entre 5 et 40 s), de la fumée se dégage du mélange, puis des flammes violettes apparaissent rapidement.
Remarque : si le permanganate est en paillettes, la réaction se fait attendre (parfois 1/4 h).

Explications

Le permanganate de potassium oxyde le glycérol, très lentement au début, en dégageant une chaleur intense. La chaleur accélère la réaction et le permanganate libère son oxygène plus rapidement.
Le démarrage très lent de la réaction montre bien qu'il est dangereux de mélanger des produits chimiques dont on ne connaît pas les propriétés ; une réaction inattendue, voir dangereuse, peut commencer après un long moment.
La couleur violette des flammes provient de la présence du potassium .

   

Brouillard artificiel

Matériel

  • 1 bécher (1 L)

  • Permanganate de potassium (KMnO4) pulvérisé

  • Eau oxygénée (H2O2)

Précautions

L'eau oxygénée concentrée provoque de graves brûlures à la peau et aux muqueuses. Aussi, la manipulation doit être assistée par un adulte responsable et l'opérateur doit porter des gants et des lunettes de protection. La température du récipient est aussi très élevée, il vaut mieux éviter de saisir le bécher avec des gants de caoutchouc.  

Méthode et observations

Dans le grand bécher, préparer environ 300 mL d'une solution d'eau oxygénée à 20% .
Verser une pincée de permanganate dans le bécher, la réaction est très vive et dégage un épais brouillard blanc qui se dissipe en quelques secondes.
Lorsqu'on agite légèrement le récipient, la réaction reprend, et ceci jusqu'à ce que l'un des réactifs ait totalement disparu.

Explications

Le permanganate de potassium oxyde l'eau oxygénée par une réaction d'oxydo-réduction très exothermique (dégagement important de chaleur).
Sous l'effet de la chaleur, l'eau passe de l'état liquide à l'état gazeux, et cette vapeur d'eau se recondense instantanément en fines gouttelettes d'eau en suspension donnant un brouillard blanc.

 

   

Magie : Le sucre qui s'enflamme

 Matériel

  • 1 sucre

  • Quelques cendres

  • 1 recipient qui ne brule pas (sous-tasse ou plateau en acier)

Précautions

La seul précaution qu'il faut prendre ici, c'est d'éloigner toutes matières inflammables et de faire attention au caramel chaud qui colle à la peau.

Méthode et observations

Mettez un morceau de sucre sur une surface non inflammable (sous-tasse ou plateau acier).

Mettez au defi vos amis de faire en sorte de l'allumer avec une allumette.
Il est peut probable qu'ils y arrivent, lorqu'ils s'énervent, mettez de la cendre sur le sucre, et approchez une allumette; il se mettra à bruler avec une belle flamme bleue.
Votre public va peut être contester en disant que c'est la cendre qui brûle, mais il n'en est rien.

Explications

La cendre ne brûle pas, elle agit seulement comme catalyseur, c'est à dire qu'elle permet à la combustion du sucre de se produire.

   

Des bulles de savon ENORMES

Matériel

  • Eau déminéralisée

  • Produit vaisselle ou bain moussant ou savon de Marseille

  • Glycerol

  • sucre en poudre ou blanc d'oeuf ou sirop de glucose

Précautions

Rien de particulier. Aucun accident de bulle n'a été recencé à ce jour.

Méthode et observations

Les recettes sont nombreuses. En voici une qui marche bien mais qui peut-être améliorée.
Mélanger 100 mL d'eau avec 12 mL de savon, 1mL de glycerol, 2 cuillère à café de sucre en poudre.
Laisser reposer au moins une nuit.

Explications

Le savon joue le rôle de tensio-actif qui permet aux bulles de prendre forme. Le glycerol est un humectant, le sucre un épaississant.

   

La PILE au CITRON

Remarque

Bien que les phénomènes électriques aient été observés dès l'Antiquité (par frottement d'un morceau d'ambre, elektron en grec, sur de la fourrure) ce n'est que vers 1800 qu'Alessandro Volta (suite aux travaux de Luigi Galvani sur l'électricité animale) réalisa ses premières piles à base de disques métalliques et de solutions salines. Le but de cette manipulation est de réaliser une pile rudimentaire similaire à celles réalisées par Volta

Matériel

  • Un ou deux citrons

  • Un fil ou une fine plaque de cuivre

  • Une vis ou un clou galvanisé (toute la quincaillerie actuelle est galvanisée: cela l'empèche de rouiller) ou une fine plaque de zinc.

  • Facultatif : un morceau de magnésium (en ruban)

Méthode et observations

Plantez le cuivre et le zinc dans un citron.
Votre pile est prête. (simple non!!)
Le cuivre est la borne positive, le zinc est la borne négative.
Cette pile ne fournit qu'une tension de 0.7 volt et un courant très faible (quelques milliampères).
En remplaçant le zinc par du magnésium, la tension est alors de 1.8 volts et le courant toujours aussi faible.
Vous ne pourrez donc faire fonctionner que des appareils qui ne consomment que très peu de courant. (horloge, montre, calculatrice ...)
Pour une montre, il faut une tension de 1.5 volts.
Il faut donc 2 piles (cuivre, zinc), branchées en série, ou une seule pile (cuivre, magnésium) pour la faire fonctionner (voir photo).

Explications

Cette expérience fait intervenir des phénomènes d'oxydo-réduction qui sont à la base du fonctionnement de toutes les piles.

Précautions

Le citron c'est bon, mais si j'étais vous, j'éviterais de les manger une fois l'expèrience terminée.
Le cuivre et le zinc sont bon pour la santé, mais en régle générale je ne consomme jamais de produits qui ont servi aux expériences de chimie.

 

   

Un liquide orageux

     Matériel

  • Une grande casserole remplie d'eau

  • Gants et lunettes de protection

  • Papier filtre

  • Permanganate de potassium solide

  • Acide sulfurique concentré

  • Ethanol (alcool à bruler ou alcool à 70°)

Précautions

Il est impératif de se munir de lunettes de protection et de gants pendant cette expérience !
L'acide sulfurique est corrosif, et lors de l'ajout de l'alcool il peut y avoir des projections d'acide.
Manipulez dans un endroit ventilé et éloigné de toute source de chaleur (l'alcool est inflammable ainsi que ses vapeurs).

Méthode et observations

Verser avec précaution dans un récipient haut (verre qui résiste à la chaleur), 20 à 30 mL d'acide sulfurique concentré puis très doucement 10 mL d'éthanol.
NB : On doit pouvoir alors distinguer l'interface (surface de séparation) entre les 2 liquides.
Remplir la casserole d'eau ( elle sert à refroidir le mélange si la réaction s'emballe et donc à la stopper.)
Verser quelques paillettes de permanganate de potassium sur un papier filtre puis introduire ces dernières avec précaution dans le récipient contenant le mélange préalablement préparé.
Après quelques instants, on voit un produit vert (l'heptoxyde de dimanganèse) monter vers l'interface puis quelques étincelles. Pour stopper la réaction, plonger l'éprouvette graduée dans la cuve à eau. Pour arrêter définitivement la réaction, le mieux est de diluer, très prudemment, le mélange réactionnel à l'aide d'eau.

Explications

Il y a tout d'abord formation de l'heptoxyde de dimanganèse. C'est un oxydant si puissant qu'il est capable d'oxyder l'éthanol en dioxyde de carbone. Cela se voit et cela s'entend !

Ph. Georges Maths /

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