Algues chimiques
Cultivez un jardin d'algues chimiques !
Sécurité
- Portez des gants et des lunettes de protection.
- Réalisez l'expérience sur le plateau.
- Éviter tout contact des produits chimiques avec les yeux ou la bouche.
- Éloigner les jeunes enfants, les animaux et les personnes sans équipement de protection des yeux de la zone où sont réalisées les expériences.
- Ranger ce coffret d’expériences hors de portée des enfants de moins de 10 ans.
- Nettoyer la totalité du matériel après utilisation.
- S’assurer que tous les récipients sont hermétiquement fermés et convenablement stockés après utilisation.
- S’assurer que tous les récipients vides sont correctement éliminés.
- Ne pas utiliser d’autre matériel que celui fourni avec le coffret ou recommandé dans la notice d’utilisation.
- Ne pas remettre les denrées alimentaires dans leur récipient d’origine. Les jeter immédiatement.
- En cas de contact avec les yeux : laver abondamment à l’eau en maintenant les yeux ouverts si nécessaire. Consulter immédiatement un médecin.
- En cas d’ingestion : rincer la bouche abondamment avec de l’eau, boire de l’eau fraîche. Ne pas faire vomir. Consulter immédiatement un médecin.
- En cas d’inhalation : transporter la personne à l’extérieur.
- En cas de contact avec la peau et de brûlures : laver abondamment à l’eau la zone touchée pendant au moins 10 minutes.
- En cas de doute, consulter un médecin sans délai. Emporter le produit chimique et son récipient.
- En cas de blessure, toujours consulter un médecin.
- L’utilisation incorrecte des produits chimiques peut engendrer des blessures et nuire à la santé. Réaliser uniquement les expériences décrites dans les instructions.
- Ce coffret d’expériences est à utiliser uniquement par des enfants de plus do 10 ans.
- Compte tenu de très grandes variations des capacités des enfants, même au sein d’un groupe d’âge, il convient que les adultes surveillants apprécient avec sagesse quelles sont les expériences appropriées et sans risque pour les enfants. Il convient que les instructions permettent aux adultes surveillants d’évaluer chacune des expériences afin de pouvoir déterminer son adéquation à un enfant particulier.
- Il convient que l’adulte surveillant s’entretienne des avertissements et des informations de sécurité avec l’enfant ou les enfants avant de commencer les expériences. Il convient d’accorder une attention particulière à la sécurité lors de la manipulation d’acides, d’alcalis et de liquides inflammables.
- Il convient que la zone où sont réalisées les expériences soit sans obstacle et ne soit pas située près d’une réserve de denrées alimentaires. Il convient qu’elle soit bien éclairée et aérée, et à proximité d’une adduction d’eau. Il convient d’utiliser une table solide dont la surface est résistante à la chaleur.
- Il convient d’utiliser complètement les substances contenues dans des emballages non refermables au cours d’une expérience, c’est-à-dire après l’ouverture de l’emballage.
FAQ et dépannage
Les « algues » ne poussent pas. Que faire ?
Les proportions correctes sont très importantes dans cette expérience, alors assurez-vous de bien mesurer 100 ml d'eau.
Assurez-vous aussi que les sels ne se mélangent pas dans le bécher, et qu'il y ait un espace entre eux. Sinon, les « algues » ne pousseront pas bien.
Attention : les « algues » sont très minces et fragiles. Ne dérangez pas le bécher pendant 20-30 minutes.
Pourquoi devons-nous laisser des espaces entre les sels lorsque nous les déposons ?
Si ces composés se mélangent, il sera difficile de distinguer les « algues » de couleurs différentes. Les « algues » poussant à partir du dernier sel ajouté domineront sur le reste des « algues », et le résultat ne sera pas aussi diversifié.
Instructions pas à pas
Préparez une solution de ferrocyanure de potassium K4[Fe(CN)6].
Déposez divers sels métalliques dans différentes zones au fond du bécher.
Les sels métalliques se dissolvent progressivement et réagissent avec le ferrocyanure de potassium. Des composés insolubles de cuivre, de fer et de zinc se forment. Ceux-ci ne précipitent pas, mais forment des « bulles » à cause de la pression osmotique. L'algue chimique se développe à partir de ces bulles.
Élimination des déchets
Jetez les déchets solides avec les ordures ménagères. Versez les solutions dans l'évier. Lavez à grande eau.
Description scientifique
Pourquoi le jardin chimique se forme-t-il ?
En entrant dans la solution, les cristaux de sel commencent à réagir avec le ferrocyanure de potassium jaune (ou prussiate jaune). Mais la réaction n'est pas instantanée : elle commence à la surface des sels solides. En conséquence, chacun des cristaux est recouvert d'une pellicule de composés non solubles. Cependant, ce film ne recouvre pas complètement le cristal : il laisse de petits trous. C'est à travers ces interstices que davantage de prussiate jaune s'infiltre. Ainsi, la réaction recommence. C'est à ce moment-là que se forment des composés légèrement solubles : ce sont eux qui « éclatent » à travers la pellicule et sur la surface. C'est à peu près de cette façon que ces structures fascinantes viennent se former au fond du bécher.
Pourquoi les algues poussent-elles de diverses manières ?
Une supposition simple et évidente serait que nous utilisons différentes substances – du sulfate de zinc ZnSO4 blanc, des cristaux de sulfate de cuivre CuSO4 bleus et du sulfate de fer (II) FeSO4 verdâtre. Ceci est en fait assez proche de la bonne réponse.
D'une part, tous ces composés sont assez semblables – ce sont des sulfates de métaux. Ils se composent d'un ion métallique chargé positivement et d'un ion de sulfate chargé négativement, lesquels se décomposent (se dissocient) dans l'eau :
ZnSO4 ↔ Zn2+ + SO42-
CuSO4 ↔ Cu2+ + SO42-
FeSO4 ↔ Fe2+ + SO42-
D'autre part, ils sont de couleur et d'aspect différents (fine poudre blanche, petits cristaux verdâtres et cristaux bleutés). Mais la substance principale est le métal qui dicte la différence dans les propriétés de ces substances. C'est l'ion métallique qui donne à chaque sulfate ses propriétés !
C'est pourquoi les algues ont l'air différentes. Chaque substance réagit avec la solution (K4[Fe(CN)6]) selon sa manière unique.
Le sulfate de cuivre bleu forme de petites structures brunes friables, qui ressemblent beaucoup plus aux coraux qu'aux algues. Le sulfate de zinc blanc pousse rapidement dans les brins fins jusqu'au sommet de la solution et ne change pas de couleur. Enfin, le sulfate de fer verdâtre devient progressivement bleu vif, tout en se développant à seulement quelques millimètres du fond du bécher.
Pourquoi le sulfate de fer change-t-il de couleur dans la solution ?
Tout d'abord, les cristaux de sulfate de fer FeSO4 sont recouverts d'une mince pellicule de ce que l'on appelle le sel d'Everitt (K2Fe[Fe(CN)6]).
Ce sel se forme lorsque le ferrocyanure de potassium (prussiate jaune) K4[Fe(CN)6] réagit avec le FeSO4 :
K4[Fe(CN)6] + FeSO4 –> K2Fe[Fe(CN)6] + K2SO4
Cependant, ce processus passe normalement inaperçu, parce que ce sel s'oxyde en bleu de Prusse KFe[Fe(CN)6], qui a une couleur bleu foncé distincte.
En effet, le bleu de Prusse est un pigment (de peinture) très répandu, utilisé par de nombreux peintres de renom. Par exemple, dans le fameux tableau de Vincent Van Gogh « La Nuit étoilée » ou sur la célèbre estampe du Japonais Katsushika Hokusai, « La Grande Vague de Kanagawa », la principale tonalité de couleur est défine spécifiquement par le bleu de Prusse !
La couleur du sulfate de cuivre CuSO4, qui était bleue au début, change aussi distinctement. La couleur brun-rougeâtre des « plantes » est le résultat du ferricyanure de potassium-cuivre (prussiate rouge) formant :
CuSO4 + K4[Fe(CN)6] → (K2Cu[Fe(CN)6])↓ + K2SO4
Comment faire des algues de forme différente ?
Pour créer des algues de différentes formes, nous pouvons essayer de modifier les paramètres de l'expérience. Pour être plus précis, ce sont : les paramètres du bécher, les volumes de toutes les solutions et la quantité de cristaux utilisés. Tout cela peut varier. Par exemple, vous pouvez utiliser une solution plus concentrée de ferrocyanure de potassium (il suffit d'utiliser moins d'eau : 50 ml au lieu de 100 ml). C'est une méthode éprouvée. Mais dans l'ensemble – n'ayez pas peur d'expérimenter par vous-même ! Essayez d'utiliser de l'eau chaude ou froide, choisissez des cristaux plus fins ou plus gros. Assurez-vous de vous souvenir des précautions de sécurité nécessaires lorsque vous travaillez avec des composés chimiques, et notez les nouvelles conditions de vos expériences ! Vous pourrez alors comparer vos résultats et tirer des conclusions. C'est à peu près la vie d'un scientifique moderne !
Pourquoi faut-il éviter de secouer le bécher pendant l'expérience ?
Puisque les structures sont simplement des amas de cristaux non solubles, formés de manière plutôt chaotique, ils sont assez fragiles. Même le plus petit mouvement de la solution dans le bécher peut transformer votre algue artificielle en une infusion trouble de couleur boueuse. C'est assez facile à vérifier : il suffit de pousser légèrement les algues avec quelque chose comme un cure-dent ou une allumette.
