Nébuleuses chimiques

Capturez une lueur vive dans un flacon !

Difficulté :
Danger :
Durée :
15 minutes
Nébuleuses chimiques

Réactifs

Sécurité

  • Portez des gants et des lunettes de protection.
  • Réalisez l’expérience sur le plateau en plastique.
Règles générales de sécurité
  • 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.
Informations générales de premiers soins
  • 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.
Conseils pour les adultes superviseurs
  • 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

Où puis-je trouver du H2O2?

Vous pouvez acheter du peroxyde d’hydrogène dans n’importe quelle pharmacie. Toute concentration de 3 % à 10 % devrait convenir.

Que se passera-t-il si j’ajoute plus de luminol que ce qui est indiqué dans les instructions ?

En général, plus vous ajouterez de luminol, plus la solution brillera. En revanche, la lueur s’estompera plus rapidement.

Pourquoi le rouge de phénol est-il en fait orangé ?

Le rouge de phénol est un indicateur de pH, car il change de couleur en fonction de l’acidité de son milieu. En effet, il jaunit en milieu acide (pH < 6,8), et il devient rouge en milieu alcalin (pH > 8,2). En général, la solution de rouge de phénol est aqueuse : elle est donc initialement orangée. Toutefois, lorsque vous l’ajoutez à la solution de carbonate de sodium Na2CO3, elle devient rouge.

J’ai versé trop de solution (d’éosine, de rouge de phénol ou celle du bécher) dans le flacon en plastique. Que faire ?

Ne vous inquiétez pas : ce n’est pas très grave. Continuez simplement l’expérience.

Pourquoi devons-nous mener les dernières étapes dans l’obscurité ?

Un environnement sombre rend le résultat de l’expérience beaucoup plus spectaculaire. Dans des conditions plus lumineuses la lueur serait moins facile à percevoir.

Comment puis-je ajouter le K3[Fe(CN) 6] dans l’obscurité ?

Si vous effectuez cette expérience dans une pièce très sombre, et que vous n’arrivez pas à voir ce que vous faites : allumez une faible source de lumière (une lumière tamisée ou la lumière de votre téléphone, par exemple), puis ajoutez le réactif et éteignez immédiatement la lumière.

Je ne vois pas briller le luminol. Que faire ?

Si vous avez suivi toutes les instructions à la lettre, cela est probablement dû au fait que votre pièce n’est pas suffisamment sombre. Pour obtenir un meilleur résultat, une obscurité presque complète est nécessaire. Vous pouvez effectuer la dernière partie de cette expérience dans une pièce sans fenêtre, avec toutes les lumières éteintes, par exemple. Soyez prudent dans l’obscurité, et ne vous précipitez pas !

Pendant combien de temps la solution brillera-t-elle ?

En fait, cela dépend beaucoup des conditions extérieures, comme la température et les concentrations de réactif. Dans notre cas, le luminol brille le mieux pendant environ 30 secondes, puis s’éteint progressivement.

Qu’adviendra-t-il de la solution après qu’elle ait cessé de briller ?

Vous remarquerez peut-être que, même lorsque la lueur s’éteint, d’autres réactions continuent de se produire dans le flacon. Des bulles apparaissent, et la solution finit par pâlir, progressivement.

En effet, en présence d’ions de fer, le peroxyde d’hydrogène se décompose et produit du dioxygène, qui forme des bulles dans la solution. La couleur de la solution change aussi légèrement en raison de certains processus secondaires (dont, principalement, la décomposition des réactifs que nous avons ajoutés).

Instructions pas à pas

Pour commencer, vous aurez besoin d’une solution composée d’un réducteur, le luminol, et d’un oxydant, le peroxyde d’hydrogène H2O2. Pour créer le milieu approprié pour la réaction que vous allez observer, ajoutez du carbonate de sodium Na2CO3. Cela rendra la solution légèrement basique.

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Versez votre solution de luminol dans trois flacons. Ajoutez des colorants.

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Ajoutez du ferricyanure de potassium K3[Fe(CN)6]. Observez ce qui se passe.

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Lavez les flacons pour recommencer l’expérience. Essayez d’effectuer la même réaction dans votre bécher.

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Élimination des déchets

Éliminez les déchets solides avec les ordures ménagères. Versez les solutions dans l’évier et rincez abondamment à l'eau.

Description scientifique

Les molécules  sont constituées de diverses combinaisons d’atomes, elles-mêmes composées de noyaux  et de « nuages » d’électrons . Certaines molécules abandonnent facilement leurs électrons, tandis que d’autres préfèrent prendre de nouveaux électrons d’autres molécules. Quand une molécule  donne des électrons à une autre , on parle alors d’une réaction d’oxydation-réduction. La molécule « réceptrice » est appelée un oxydant, tandis que la molécule « donneuse » est appelée un réducteur.

Lorsque le peroxyde d’hydrogène oxyde le luminol  en prenant l’un de ses électrons, le luminol commence à briller. Cette réaction a toutefois besoin d’un autre composé pour se produire plus facilement. Dans notre expérience, le ferricyanure de potassium  aide le H2O2  à prendre des électrons du luminol . Notons cependant que de nombreux composés de cuivre Cu, de manganèse Mn, et de certains autres métaux peuvent également jouer ce rôle.

Le luminol brillant émet une lumière bleu-violet, mais certains colorants, comme l’éosine ou le rouge de phénol, peuvent absorber la lumière bleue et émettre une lumière de couleurs différentes.

Ça, c’est intéressant !

Pourquoi voit-on les aiguilles de l'horloge la nuit ?

Les aiguilles des montres doivent leur luminosité à la présence d’un luminophore (ou phosphore) – une substance capable d’émettre son excès d’énergie sous la forme de lumière visible ou de rayons ultraviolets. Lorsqu’ils sont exposés à la lumière, les électrons d’un luminophore « sautent » temporairement à des niveaux d’énergie supérieurs. Lorsqu’ils reviennent à leur état initial, ils libèrent l’excès d'énergie sous forme de quanta de lumière. Nos yeux ne perçoivent pas ces éclairs de lumière individuels – nous percevons plutôt un flux continu de lumière.

De nos jours, l’éclairage est couramment basé sur la radioluminescence. Les appareils contiennent une substance radioactive comme source d’énergie. Ce type de mélange n’a pas besoin même d’une exposition occasionnelle à la lumière : le luminophore (ou phosphore)  brille grâce aux particules chargées émises par un additif radioactif. Les additifs radioactifs utilisés dans les montres sont strictement réglementés. Le radium-226 , la première substance utilisée à cette fin, a une demi-vie de 1 600 ans. Cela pose un problème majeur, car même si une montre vieillit ou se brise, son cadran continue d’être une source de radiation. Le tritium  a finalement remplacé le radium comme source d’énergie acceptable, car sa demi-vie est d’environ 12 ans. Il est également considéré comme étant plus sûr pour l’utilisation, car il émet de doux rayons bêta, qui sont presque complètement absorbés par le verre de protection de la montre.