Le cuivre invisible

Révélez un message de sulfate de cuivre avec de l'ammoniac !

Difficulté :
Danger :
Durée :
10 minutes
Le cuivre invisible

Réactifs

Sécurité

  • Portez des gants et des lunettes de protection.
  • Effectuez l’expérience sur le plateau en plastique et dans un endroit bien ventilé.
  • Évitez d'inhaler les vapeurs d'ammoniac du bécher (étapes 3 à 4).
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

Mon message secret n'apparaît pas. Que dois-je faire ?

Serait-ce possible que vous n’ayez pas trempé le pinceau dans le sulfate de cuivre du gobelet ? Dans ce cas, plongez-le dans la solution de sulfate de cuivre et attendez un peu.

Il est préférable d’écrire votre message au centre du papier afin d’obtenir le niveau d’exposition à la vapeur d’ammoniac le plus élevé possible. Si vous avez écrit votre message sur le bord du papier, maintenez-le de manière à ce qu'il soit positionné au centre du bécher.

Puis-je utiliser du papier ordinaire pour cette expérience ?

Il y a suffisamment de papier dans le coffret pour recommencer l'expérience plusieurs fois. Si vous voulez vraiment utiliser du papier ordinaire, vous pouvez bien sûr essayer ! Consignez toutes les différences entre vos résultats et avisez-nous de vos observations !

Instructions pas à pas

La solution de sulfate de cuivre CuSO4 peut produire une encre invisible convenable.

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Vous n'avez rien à appliquer sur le papier pour révéler votre dessin invisible. Vous avez juste besoin d'une source de gaz ammoniac à proximité : c'est exactement ce qu'est le carbonate d'ammonium.

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Après un certain temps, vous pourrez voir clairement votre dessin. Vous sentirez probablement aussi l'ammoniac !

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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

 

Lorsque le gaz ammoniac NH3  atteint le papier, il réagit avec Cu2+ . Cela forme ce que l’on appelle un complexe cuivre-ammoniac , dont la couleur est suffisamment intense pour rendre votre message clairement visible.

Un effet secondaire que vous avez peut-être remarqué : le gaz NH3  a une odeur assez âcre , et il suffit d'une petite quantité dans l'air pour qu'on le remarque. Si vous craignez que quelqu'un ne « flaire » votre espionnage, vous pouvez appliquer des produits chimiques moins odorants à votre message et obtenir le même effet.

Pourquoi le message secret apparaît-il ?

La solution de carbonate d'ammonium (NH4)2CO3 se décompose en dioxyde de carbone CO2 et un gaz avec une odeur assez désagréable : l'ammoniac NH3. Comme d'autres gaz, l'ammoniac est capable de pénétrer le morceau de papier avec le message secret, et les molécules d'ammoniac se lient aux ions cuivre sur le papier. Cette réaction chimique transforme l'écriture bleu clair en un bleu-lilas beaucoup plus foncé.

Comment l'ammoniac est-il produit ?

Le carbonate d'ammonium (NH4)2CO3 se décompose, produisant de l'ammoniac NH3 et du dioxyde de carbone CO2 :

(NH4)2CO3 → 2NH3gaz↑ + CO2gaz↑ + H2O

En plus d'être solubles dans l'eau, l'ammoniac et le dioxyde de carbone sont très volatils et se vaporisent donc facilement. Vous avez probablement remarqué l'odeur très désagréable de l'ammoniac. Le dioxyde de carbone ne réagit pas avec le papier ou l’encre, tandis que l’ammoniac se lie aux ions cuivre Cu2+ de l’encre. Le changement de couleur indique qu'une réaction chimique a eu lieu.

Suivi

Que pouvez-vous faire d'autre avec du sulfate de cuivre ? Ne manquez pas votre chance de le combiner avec des tanins ! Allez voir la section « Suivi » de l'expérience « Encre métallo-gallique » pour plus d'informations.

Ça, c’est intéressant !

Beauté et bienfaits du sulfate de cuivre

Le sulfate de cuivre CuSO4 est si utile qu'on le produit à grande échelle. Le sulfate de cuivre anhydre, notamment, est un agent déshumidifiant efficace. Sa solution aqueuse est utilisée comme pesticide extérieur et comme source de cuivre à déposer sur diverses surfaces métalliques.

Pour nous, expérimentateurs débutants, le sulfate de cuivre peut servir de décoration inhabituelle. Si nous laissons une solution aqueuse de sulfate de cuivre dans un récipient ouvert, l'eau s'évaporera progressivement et le sulfate précipitera pour former de beaux cristaux bleus. Malheureusement, étant donné que ces cristaux contiennent de l'eau, ils sèchent et s'usent avec le temps. Les enduire d'une substance comme du vernis à ongles permet de les conserver.

Chlorure de cobalt : entre rose et bleu

Une autre substance qui peut servir de base pour encres invisibles est le chlorure de cobalt CoCl2. Sa solution aqueuse est légèrement rose et presque imperceptible sur du papier blanc (elle est totalement invisible sur fond rose !). Cependant, lorsqu'elle est chauffée, cette coloration rose clair devient bleue, révélant ainsi tous les messages secrets. Le chlorure de cobalt naturellement rose clair CoCl2 devient bleu lorsque ses cations Co2+ sont privés de molécules d'eau. Il est intéressant de noter que si une telle inscription est exposée à l'air humide, elle disparaîtra à nouveau une fois l'eau retournée aux cations de cobalt Co2+. En général, les composés de cobalt contenant un cation Co2+ changent facilement de couleur entre le rose et le bleu, à la moindre influence extérieure.