Chimie givrée

Un peu de magie glacée !

Difficulté :
Danger :
Durée :
15 minutes
Chimie givrée

Réactifs

Sécurité

  • Portez des gants et des lunettes de protection.
  • Réalisez l’expérience sur le plateau en plastique.
  • Respectez les consignes de sécurité lorsque vous travaillez avec de l’eau bouillante.
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

J’ai versé plus de 3 ml d’eau chaude dans le gobelet jetable. Puis-je continuer l’expérience ?

Si vous utilisez trop d’eau, vos résultats ne seront pas aussi spectaculaires. Il vaut mieux recommencer cette étape. Reversez soigneusement l’eau dans le bécher et utilisez une seringue pour mesurer exactement 3 ml d’eau chaude dans le même gobelet jetable. Puis, continuez l’expérience.

L’urée ne se dissout pas. Que faire ?

Assurez-vous que le bécher contient de l’eau bouillante lorsque vous y placez le gobelet jetable. Habituellement, la solubilité des substances augmente avec la température.

Il se pourrait que l’eau dans le bécher ne soit pas assez chaude (rappelez-vous que cette expérience nécessite de l’eau bouillante !). Changez l’eau dans le bécher et remuez à nouveau le mélange.

J’ai versé la solution d’urée dans la boîte de Pétri, mais ce n’est pas suffisant pour couvrir le fond. Est-ce que tout est normal ?

Oui, tout est normal. Passez à l’étape suivante.

J’ai ajouté une goutte de savon liquide, mais la solution ne couvre toujours pas le fond de la boîte de Pétri.

Dans ce cas, ajoutez une ou deux gouttes supplémentaires de savon liquide. Faites tournoyer soigneusement la boîte de Pétri.

J’ai accidentellement versé presque tout le savon liquide dans la boîte de Pétri…

Malheureusement, vous devrez recommencer l’expérience.

J’ai versé la solution dans la boîte de Pétri, mais cela fait plus de 5 minutes et rien ne s’est produit. Que dois-je faire ?

Si les cristaux n’ont pas encore commencé à apparaître, prenez une baguette en bois et tapez sur le fond de la boîte de Pétri. Le tapotage déséquilibre le système, ce qui favorise la formation de centres de cristallisation. Cela devrait donner naissance à de magnifiques cristaux !

Instructions pas à pas

De nombreuses substances, y compris l’urée, se dissolvent beaucoup mieux dans l’eau chaude que dans l’eau froide. À tel point que, comparée à l’eau froide, l’eau chaude peut dissoudre une quantité d’urée plus de quatre fois supérieure.

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Une fois que vous avez votre solution d’urée chaude, versez-la dans une boîte de Pétri pour la laisser refroidir.

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Lorsque la solution se refroidit, la solubilité de l’urée diminue. Cela signifie que l’eau froide ne peut pas contenir la quantité d’urée que l’eau chaude peut contenir et que des cristaux d’urée doivent se former, à moins que... Si vous êtes particulièrement chanceux, les cristaux ne se formeront pas d’eux-mêmes, et vous aurez la chance de provoquer leur développement d’un léger coup de baguette.

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Élimination des déchets

Éliminez les réactifs et les déchets solides avec les ordures ménagères. Versez les solutions dans l’évier, et rincez abondamment avec de l’eau.

Description scientifique

Les cristaux ont besoin de quelque chose sur quoi se former : même un grain de poussière peut suffire. Mais si la solution est limpide, même si elle contient beaucoup d’urée, les cristaux ne se formeront que s’ils peuvent trouver un appui. Comme une baguette en bois.

Mais pourquoi l’eau chaude dissout-elle mieux l’urée que l’eau froide ? Les minuscules particules, comme les ions ou les molécules  des substances ne restent pas immobiles. Elles vibrent et rebondissent  en permanence. L’intensité de ce mouvement est ce que nous appelons la « température » : plus les molécules se déplacent rapidement, plus la substance est chaude.

Les molécules se déplacent facilement dans les liquides, mais elles ont des positions fixes dans les cristaux. Dans l’eau chaude , les molécules d’urée  sont tellement agitées  qu’elles ne veulent pas prendre une structure cristalline rigide. Quand le liquide refroidit, elles se calment et forment un cristal ordonné .

Le sucre, le sel de table et la plupart des autres substances solides se dissolvent également mieux dans un environnement chaud, mais ce n’est pas toujours le cas. Certaines substances, comme le Na2SO4, ont une relation complexe avec l’eau, et leur solubilité peut diminuer à des températures élevées.