La bouteille ratatinée

Certaines réactions sont plus chaudes que d'autres

Difficulté :
Danger :
Durée :
10 minutes
La bouteille ratatinée

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

J'ai ajouté de l'eau à la poudre, mais rien ne s'est passé. Que faire ?

Attendez environ 5 minutes. Si la réaction ne démarre pas, recommencez l'expérience avec une nouvelle bouteille et de nouveaux réactifs en suivant attentivement les instructions étape par étape.

La bouteille s'est écrasée sur elle-même et le liquide chaud s'est répandu dans le bécher !

Attendez que le bécher refroidisse (l'autocollant thermochromique doit passer du jaune au noir). Jetez ensuite la bouteille avec les ordures ménagères et lavez le bécher avec du savon et de l'eau tiède.

Instructions pas à pas

Tout d'abord, mélangez du CuSO4 et du Zn dans une bouteille. Ces substances ne cherchent qu'à réagir entre elles. Cependant, elles ne le feront pas immédiatement. Pour s'engager dans une réaction chimique, elles auront besoin d'eau.

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La réaction entre CuSO4 et Zn peut être assez rapide. Avant de commencer, assurez-vous donc de placer la bouteille avec le mélange de réactifs dans le bécher en verre.

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Pour déclencher la réaction, ajoutez de l'eau et observez !

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Élimination des déchets

  • Veuillez vous reporter aux réglementations locales pour la collecte des déchets chimiques.
  • Jetez les autres déchets solides avec les ordures ménagères.

Description scientifique

La plupart des réactions chimiques ont un impact direct sur la température. Cela peut être évident, comme lorsque l'on brûle quelque chose (il se produit alors une réaction rapide avec le dioxygène). Parfois en revanche, c'est loin d'être évident, surtout quand une réaction est lente : c'est le cas de la rouille qui se forme sur un morceau de fer.

Cette réaction entre CuSO4  et Zn  produit du cuivre Cu , du ZnSO4  et, donc, de la chaleur . La poudre fine de Zn réagit avec CuSO4 beaucoup plus rapidement qu'un gros morceau de Zn pour la même raison que les petits cristaux de sel se dissolvent dans l'eau plus rapidement que les gros. En conséquence, la réaction est suffisamment rapide pour produire beaucoup de chaleur en peu de temps.

Fait intéressant, cette même réaction a été utilisée dans l'une des premières piles électriques ; un dispositif connu sous le nom de pile Daniell. Les piles modernes utilisent des produits chimiques différents, mais des réactions similaires. Ces réactions peuvent souvent produire de la chaleur en même temps que de l'électricité. C'est l'une des raisons pour lesquelles les appareils portables alimentés par batterie peuvent chauffer lorsqu'ils sont utilisés sur une longue durée.

Pourquoi certaines réactions chimiques dégagent-elles de la chaleur ?

Une réaction chimique est une transformation de certaines substances en d'autres. Lors de cette transformation, les atomes restent les mêmes et leur nombre ne change pas : ils se lient simplement les uns aux autres d'une manière différente. Cela signifie que leurs anciennes liaisons sont détruites, et que de nouvelles se forment.

Les liaisons chimiques ne se forment ou ne se cassent pas juste sur un coup de tête. Les briser requiert un certain « effort » (c.-à-d. de l'énergie). Et inversement, de l'énergie est libérée lorsque de nouvelles liaisons se forment. Il est possible de calculer mathématiquement la quantité d'énergie nécessaire pour rompre les anciennes liaisons et en former de nouvelles. La différence entre l'énergie libérée et l'énergie dépensée se transforme en chaleur lors de la réaction. Si plus de chaleur est absorbée que libérée, la température baisse, et vice-versa : si il y a plus de chaleur libérée qu'absorbée, la température augmente. Ce changement de température est appelé l'effet thermique d'une réaction.