Magnésium en feu

Le métal qui a servi aux premiers flashs photographiques de l’histoire

Difficulté :
Danger :
Durée :
15 minutes
Magnésium en feu

Réactifs

Sécurité

  • Mettez des lunettes de protection. Réalisez l’expérience sur le plateau en plastique et dans un endroit bien ventilé.
  • Gardez un bol d’eau à proximité pendant l’expérience.
  • Tenez les cheveux et les objets inflammables éloignés des flammes.
  • Évitez de regarder directement le magnésium lorsqu’il brûle pour éviter la sensation de gêne oculaire.
  • N’essayez pas d’éteindre le combustible solide et le magnésium : laissez-les brûler complètement. Ne touchez pas le poêle après l’expérience : attendez qu’il refroidisse.
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

Quelle est la meilleure façon d’éteindre du magnésium en flammes ?

Il est préférable de le laisser brûler complètement. Si ce n’est pas possible, voici quelques conseils.

Tout d’abord, n’éteignez jamais  le magnésium avec du sable ou de la silice, car cela produirait du silane SiH4, qui est un gaz toxique. N’utilisez pas d’extincteur au dioxyde de carbone. L’eau n’est pas optimale non plus : en grande quantité, le magnésium en flammes réagit violemment avec l’eau, dans une réaction qui ressemble à une explosion !

Dans cette expérience, nous avons seulement quelques milligrammes de magnésium en combustion. Alors, si vous devez absolument éteindre vous-même le magnésium en flammes, utilisez une grande quantité d’eau. Vous pouvez également essayer de couper le flux de dioxygène de la flamme. Pour ce faire, couvrez complètement la zone de combustion avec un bécher. Il est même préférable d’utiliser une tasse en céramique à parois épaisses.

Mon magnésium brûle avec une faible flamme jaune.

Essayez de suspendre une nouvelle bande de magnésium plus loin du combustible solide, de sorte qu’une seule extrémité de la bande touche la flamme. Cela devrait permettre au magnésium de brûler beaucoup plus brillamment.

Que dois-je faire si le magnésium ne prend pas feu ?

Ne vous inquiétez pas ! Attendez que tout le combustible solide ait brûlé. Placez une nouvelle feuille d’aluminium pour remplacer celle usagée et essayez de refaire l’expérience en utilisant un plus grand volume de combustible solide. Assurez-vous de positionner le magnésium de sorte que la flamme ne touche qu’une extrémité de celui-ci.

Instructions pas à pas

Fixez un morceau de magnésium au-dessus du poêle à combustible solide.

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Il faut beaucoup de chaleur pour enflammer le magnésium. Le combustible solide en fournit juste assez.

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Préparez-vous ! Ça va être éblouissant !

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Élimination des déchets

Éliminez les réactifs et les déchets solides avec les ordures ménagères.

Description scientifique

D’un point de vue chimique, la combustion est le processus par lequel on donne des électrons à un oxydant, généralement du dioxygène O2  présent dans l’air, ce qui libère beaucoup de chaleur et de lumière. L’une des tendances les plus évidentes du tableau périodique est que les éléments qui se trouvent sur le côté gauche du tableau  sont généralement plus disposés à donner des électrons que ceux de droite.

La plupart des métaux communs, comme le fer Fe et le cuivre Cu, sont situés au milieu du tableau  et ne sont pas trop désireux de donner leurs électrons à l’oxygène. Comme le magnésium Mg se trouve relativement près du côté gauche du tableau , nous pouvons prédire qu’il donnera facilement certains de ses électrons à l’oxygène . C’est ce qu’il fait et se transforme alors en oxyde de magnésium MgO. Plus à gauche, les éléments comme le sodium Na, le potassium K et le césium Cs  n’ont même pas besoin de beaucoup de chaleur pour commencer à réagir avec le dioxygène ; ils s’enflamment facilement ou même spontanément au contact de l’air !

Ça, c’est intéressant !

À quoi sert le magnésium ?

Le magnésium brûle de manière extrêmement vive et cette propriété a trouvé son utilisation. Le spectre de lumière libéré lors de la combustion du magnésium a une importante composante ultraviolette. C’est pourquoi il a été utilisé en photographie pendant longtemps. Des mélanges de magnésium avec divers oxydants (le nitrate de baryum Ba(NO3)2, le chlorate de potassium KClO3, ou le permanganate de potassium KMnO4) étaient utilisés comme flash photographiques, parce que les plaques photographiques de l’époque étaient très sensibles aux ultraviolets.

Actuellement, le magnésium métallique est utilisé dans les feux de signalisation et fusées éclairantes, les feux d’artifice, les grenades flash et les balles traceuses comme source de lumière blanche brillante. Mélangé à des oxydants solides, le magnésium métallique peut également servir de carburant pour fusée.

Le magnésium est largement utilisé dans l’industrie, mais pas uniquement pour ses propriétés inflammables. Grâce à la légèreté de ce matériau, les alliages à base de magnésium ont trouvé leur utilisation dans la construction mécanique d’avions et de fusées : pour la production de châssis d’avions, par exemple. L’ajout de petites quantités de lanthane (La) et de cérium (Ce) à l’alliage le rend aussi approprié pour les applications à haute température, comme dans les moteurs d’avion. Enfin, avec l’ajout de chlorure de magnésium MgCl2 (20 %), l’oxyde de magnésium MgO, est le principal composant d’un ciment de magnésite – un matériau ignifuge dur.

Des sources d’énergie électrochimiques à base de magnésium sont utilisées comme approvisionnement énergétique dans des situations critiques. Ces sources d’énergie présentent un niveau élevé d’auto-décharge – leur assemblage doit donc être effectué immédiatement avant l’utilisation. En revanche, elles ont l’avantage de fournir plus d’énergie électrique (ou d’ampérage) que la plupart des sources d’énergie électrochimiques habituelles. Des piles magnésium-soufre sont aussi en développement à l’heure actuelle. Elles pourraient d’ailleurs remplacer les piles lithium-ion dans un avenir proche.