Fabriquer un ballon d’hélium

Qui n'est pas en­t­hou­si­as­mé à la vue de ces ov­nis flot­tants et col­orés ? Certes, les bal­lons à l’héli­um sont un pe­tit plaisir coû­teux de nos jours et vous se­riez en droit de vous de­man­der s'il était pos­si­ble d'en fab­ri­quer chez vous. Qu'en pensez-vous ? Al­lons droit au but !

L’héli­um est un gaz monatomique non tox­ique, qui oc­cupe la deux­ième place dans le tableau péri­odique des élé­ments de Mendeleïev. Il est in­col­ore, in­odore et beau­coup plus léger que l’oxygène et le dioxyde de car­bone.

Alors que la masse molécu­laire de l’oxygène est de 32 et celle du dioxyde de car­bone de 44, la masse molécu­laire de l’héli­um est in­croy­able­ment légère. Ain­si, les bal­lons rem­plis de gaz monatomique peu­vent vol­er, tan­dis que le dioxyde de car­bone les alour­dit. Plus le con­tenu gazeux du bal­lon est léger, plus il a de chance de vol­er.

Où trou­ver des bal­lons à l’héli­um

L’héli­um util­isé dans les bal­lons est obtenu par con­géla­tion au gaz na­turel. Mal­heureuse­ment, comme il est im­pos­si­ble de fab­ri­quer de l’héli­um par réac­tion chim­ique, il faudrait une somme d’ar­gent con­sid­érable pour gon­fler vous-même des bal­lons à l’héli­um. Si vous avez be­soin d’un bal­lon à l’héli­um et que vous voulez le gon­fler à la mai­son, il est préférable d’acheter un bidon spé­cial d’héli­um. Mais il ex­iste de nom­breuses autres ex­péri­ences in­téres­santes que vous pou­vez réalis­er avec des bal­lons, qui vous mèneront à de nou­velles dé­cou­vertes en chimie.

Un bal­lon rem­pli de soda et de vinai­gre

Il est in­téres­sant de not­er qu’une réac­tion en­tre le bi­car­bon­ate de soude (NaH­CO₃) et le vinai­gre (CH₃­COOH) libère beau­coup de dioxyde de car­bone. Bien sûr, la masse atom­ique du dioxyde de car­bone est trop im­por­tante pour per­me­t­tre au bal­lon de vol­er, mais l’ex­péri­ence est fasci­nante et peut facile­ment être réal­isée à la mai­son.

C'est une bonne as­tuce pour qu'un en­fant s'in­téresse à la chimie ! Le fait de faire ex­plos­er le bal­lon avec une bouteille va pi­quer son in­térêt pour la sci­ence, et peut-être sus­citer le désir de con­tin­uer à faire ses pro­pres dé­cou­vertes.

Vous au­rez be­soin de :

• acide acé­tique, qui peut être trou­vé dans n’im­porte quelle cui­sine (il ex­iste dif­férents types de vinai­gre, mais pra­tique­ment n’im­porte lequel fera l'af­faire) ;

• bi­car­bon­ate de soude ;

• une bouteille vide de 1,5 litre ou un fla­con ;

• des gants ;

• un bal­lon .

C’est un truc sim­ple réal­is­able à la mai­son : même un en­fant peut le faire. Mais as­surez-vous de porter des gants en caoutchouc ! Le vinai­gre, en par­ti­c­uli­er le vinai­gre fort, peut provo­quer une légère brûlure chim­ique. N’ou­bliez pas que le bi­car­bon­ate de soude ou le savon neu­tralis­era l’acide.

Toutes les ex­péri­ences im­pli­quant des sub­stances chim­iques à risque doivent être menées sous la sur­veil­lance d’un adulte.

Versez deux cuil­lères à café de bi­car­bon­ate de soude dans votre bal­lon et versez une demi-tasse d’acide acé­tique dans la bouteille. N’ajoutez pas trop de soude ! In­sérez le goulot d’étran­gle­ment de la bouteille dans le goulot du bal­lon et re­dressez-le : le bi­car­bon­ate de soude du bal­lon tombera dans la bouteille et ren­con­tr­era le vinai­gre. Une réac­tion in­tense com­mencera, libérant du CO2 et faisant gon­fler le bal­lon. Si la réac­tion est trop faible pour gon­fler le bal­lon, ajoutez plus de vinai­gre et de bi­car­bon­ate de soude, mais ne sec­ouez pas la so­lu­tion.

Cette méth­ode est pra­tique si vous avez du mal à faire éclater un bal­lon.

Vol­er sans héli­um

Vous pou­vez utilis­er cette méth­ode pour gon­fler un bal­lon qui vol­era réelle­ment. Bien que cette ex­péri­ence fonc­tionne, elle présente un risque d’in­cendie, alors ef­fectuez-la à l’ex­térieur. Des lunettes de pro­tec­tion, une blouse de lab­o­ra­toire et des gants sont des mesures de pré­cau­tion in­dis­pens­ables et non né­go­cia­bles.

N’ou­bliez pas que la sub­stance libérée par la so­lu­tion obtenue con­tient du di­hy­drogène, qui est ex­plosif ! Non seule­ment vous de­vriez faire cette ex­péri­ence à l’ex­térieur, mais vous ne de­vriez ja­mais stock­er de tels bal­lons chez vous : le di­hy­drogène ex­plose s’il en­tre en con­tact avec une ét­in­celle. Cliquez ici pour savoir quelles ex­péri­ences avec le di­hy­drogène vous pou­vez faire chez vous. Vous de­vez égale­ment faire at­ten­tion pen­dant l’ex­péri­ence elle-même : si vous ajoutez trop d’alu­mini­um et d’agent de net­toy­age, ou si vous sec­ouez le con­tenu sans pré­cau­tion, vous pour­riez vous brûler au fla­con. Ne respirez pas le gaz libéré au cours de l’ex­péri­ence. Vous au­rez be­soin de :

• feuille d’alu­mini­um ;

• eau à tem­péra­ture am­biante ;

• un bal­lon ;

• hy­drox­yde de sodi­um ;

• un fla­con en verre.

Vous pou­vez aus­si avoir be­soin de quelqu’un pour vous aider. Les déter­gents al­calins habituelle­ment ven­dus dans les quin­cail­leries sont une bonne source d’hy­drox­yde de sodi­um (ou d’un autre al­calin fort).

Tout d’abord, faites quelques pe­tites boules de pa­pi­er d’alu­mini­um. Versez le déter­gent dans le bal­lon et ajoutez un peu d’eau. Ajoutez les boules de pa­pi­er d’alu­mini­um que vous avez faites. Ne sec­ouez pas la so­lu­tion ! Vous provo­queriez une réac­tion vigoureuse : le bal­lon gon­flerait, mais la vapeur d’eau ré­sul­tant de cette réac­tion se con­denserait à l’in­térieur du bal­lon et l’alour­di­rait, em­pêchant le bal­lon de vol­er.

Si vous ne sec­ouez pas la so­lu­tion, la réac­tion aura lieu lente­ment, mais le con­den­sat à l’in­térieur du bal­lon re­tourn­era dans le fla­con et n’alour­di­ra plus le bal­lon. Minu­tie et pa­tience don­neront de bien meilleurs ré­sul­tats ! Et cela en vau­dra la peine : votre bal­lon vol­era comme s’il était rem­pli d’héli­um !