Minéraux étincelants

Faites briller les minéraux en poudre dans le noir !

Difficulté :
Danger :
Durée :
15 minutes
Minéraux étincelants

Réactifs

Sécurité

  • Portez des gants et des lunettes de protection.
  • Réalisez l’expérience sur le plateau en plastique.
  • Enlevez les gants de protection avant d’allumer la baguette.
  • Gardez les matériaux inflammables et les cheveux loin de l’installation.
  • N’essayez pas d’éteindre le combustible solide avec de l’eau : laissez-le complètement brûler.
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 accidentellement mélangé le marbre et la fluorite. Que faire ?

Continuez l’expérience et observez le résultat. Une fois le poêle refroidi, recommencez l’expérience sans mélanger le marbre et la fluorite. Comparez vos résultats.

Comment puis-je effectuer les dernières étapes de l’expérience dans l’obscurité ?

C’est une bonne idée de garder une source de lumière à proximité de votre espace de travail (par exemple, une lumière tamisée ou une lumière de téléphone). Allumez-la, puis allumez rapidement une baguette en bois. Mettez ensuite le feu au combustible solide et éteignez la lumière. Bien sûr, vous pouvez aussi demander à un adulte d’éteindre la lumière dès que vous avez enflammé le combustible solide. Attendez le résultat !

Je ne vois pas de lueur. Que faire ?

Notez que la lueur est de courte durée. Observez attentivement après avoir allumé le combustible solide et éteint la lumière !

Si vous avez suivi les instructions à la lettre et que vous n’avez pas mélangé les réactifs, alors peut-être votre pièce n’est-elle pas suffisamment sombre. Essayez de réaliser les dernières étapes de cette expérience le soir, avec toutes les lumières éteintes et les volets fermés, ou dans une pièce sans fenêtre. Soyez prudent dans l’obscurité et ne vous précipitez pas !

Il est également possible qu’il n’y ait pas assez de combustible solide. Recommencez l’expérience avec deux grosses cuillères de combustible solide. Notez également que les minéraux brillent seulement la première fois qu’ils sont chauffés.

Que dois-je faire des réactifs après l’expérience ?

Tout d’abord, attendez que le combustible solide brûle complètement et que le poêle refroidisse. Éliminez tous les composés avec les ordures ménagères – ils sont parfaitement sans danger pour l’environnement.

Comment éteindre le combustible solide ?

N’éteignez pas le combustible solide vous-même ! Attendez qu’il s’éteigne par lui-même. Le combustible solide non brûlé dégage une odeur désagréable. Il est donc préférable de le laisser brûler complètement. Assurez-vous d’attendre que le poêle refroidisse. Lorsque l’autocollant thermochromique sur le poêle est à nouveau totalement noir, vous pouvez enlever tous les composés et démonter le poêle.

Le papier ne brille pas après avoir été exposé à la lampe de poche.

Dans ce cas, essayez de tenir la lampe de poche plus près du papier.

Puis-je utiliser mes propres photos pour tester le papier photosensible ?

Oui, bien sûr ! Vous devez simplement vous assurer que votre écran est réglé sur la luminosité maximale, et que la photo est suffisamment contrastée.

Instructions pas à pas

Vous allez avoir besoin de beaucoup de chaleur pour cette expérience. Le combustible solide vous en fournit juste assez.

light-v2_stones_fr_01

Les poudres blanches de marbre CaCO3 et de fluorite CaF2 sont à première vue plutôt modestes, voire très ennuyeuses.

light-v2_stones_fr_02

Non seulement ces poudres sont d'aspect terne, mais elles sont plutôt inertes et ne réagissent pas les unes avec les autres, même lorsqu’on les chauffe. Pourtant, pour une raison quelconque, elles commencent à briller. Comment cela se fait-il ?

light-v2_stones_fr_03

Élimination des déchets

Éliminez les déchets solides avec les ordures ménagères.

Description scientifique

Les minéraux ne se limitent pas à leur formule. Prenez le marbre, qui est principalement du CaCO3. Ses composants Ca2+  et CO32-  sont organisés dans un « réseau cristallin » ordonné. De petites quantités de rayonnement  présent dans l’environnement frappent constamment le composé, ce qui lui fournit de l’énergie.

La radiation ne rend pas ces minéraux radioactifs. Mais certains de leurs électrons reçoivent assez d’énergie pour entrer dans un état « excité » . Dans le marbre et la fluorite ces électrons peuvent être piégés longtemps. Si le minéral est chauffé, ses atomes frétillent . Les électrons sortent alors de leur « excitation » et libèrent une part de l'énergie accumulée sous forme de lumière visible .

Dans certaines substances, les électrons peuvent être assez « excités » pour produire de la lumière, simplement par exposition à... la lumière ! Certaines substances peuvent même libérer progressivement cette lumière sans être chauffées : mettez-les sous une lampe et regardez ensuite dans le noir, vous verrez une belle lueur. Essayez avec cette feuille de papier phosphorescent ! Si vous la chauffez un peu (en plaçant une tasse chaude dessus, par exemple), elle brillera davantage, sensiblement pour la même raison que le marbre et la fluorite brillent.

Ça, c’est intéressant !

Comment les bâtons lumineux fonctionnent-ils ?

Les bâtons lumineux brillent en raison des réactions chimiques qui s’y déroulent. Les bâtons se composent d’un récipient externe (le bâton lui-même) et d’un récipient interne (normalement, une petite capsule en plastique ou en verre), qui contiennent tous deux des réactifs. Lorsque le récipient interne est brisé (généralement, en pliant le bâton), les réactifs se mélangent et commencent à réagir, et le bâton commence à briller. Le phénomène que nous observons s’appelle la chimioluminescence.

Le bâton lumineux émettra de la lumière pendant toute la durée de la réaction. La réaction ne peut être ni arrêtée, ni réinitialisée. Les sources de lumière chimiques sont à usage unique. Il existe un mythe répandu selon lequel on pourrait « recharger » les bâtonnets lumineux en les plaçant au congélateur. En réalité, cela ralentit la réaction presque jusqu’à l’arrêt. À l’inverse, plus la température est élevée, plus le bâton brillera vivement, mais moins longtemps.

Ces bâtons sont utilisés dans divers événements, comme des festivals, des fêtes et des événements d’entreprise. Ils peuvent aussi être utilisés comme fusées éclairantes d’urgence lors d'une randonnée, d'une chasse, d'une pêche ou d'une plongée. Les bâtons lumineux sont une ressource indispensable en l’absence d’autres sources lumineuses, et dans les cas où des sources lumineuses habituelles ne peuvent pas être utilisées (par exemple, en cas de fuite de gaz).

Les bâtons lumineux sont presque complètement non toxiques, mais ce n’est pas une bonne idée de les ouvrir. Évitez de plier excessivement ou plusieurs fois les bâtons lumineux – ils sont durables, mais ils ne sont pas à toute épreuve.