Dendrite de cuivre

Le métal peut-il pousser comme un arbre ? Voyons voir !

Difficulté :
Danger :
Durée :
2 heures
Dendrite de cuivre

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

Pourquoi la dendrite de cuivre est-elle noire au lieu d'être de couleur cuivrée ?

Pourquoi cette dendrite de cuivre est-elle si différente des autres objets en cuivre, notamment des anneaux de l'expérience d'alchimie de ce coffret ?

Lorsqu'il est exposé au dioxygène atmosphérique O2, le cuivre Cu s'oxyde : il réagit avec l'oxygène pour former de l'oxyde de cuivre(II) CuO noir. La surface de tout objet en ​cuivre est donc en fait recouverte d'un mince film noir qui le protège des attaques ultérieures de l'oxygène. Mais pourquoi on ne voit ce film que sur la dendrite ? En fait, les anneaux de cuivre sont également recouverts d'oxyde de cuivre CuO noir, mais cette couche est trop fine pour être vue à l'œil nu. De plus, l'épaisseur de la dendrite de cuivre est comparable à celle de la couche d'oxyde de cuivre qui la recouvre, ce qui rend l'oxyde de cuivre plus facilement visible.

Puis-je faire pousser des dendrites à​ partir d'autres métaux ?

Vous pouvez également faire pousser d'autres arbres métalliques : il vous suffit de choisir une paire de métaux adaptée. L'un d'eux doit avoir hâte de passer de sa forme ionique en solution à sa forme métallique, tandis que l'autre doit être prêt à faire exactement le contraire. Mais comment peut-on déterminer quels métaux sont prêts à échanger leur place ?

Les chimistes ont pour cela une liste, appelée « série d'activité des​ métaux ». Plus un métal de cette série se trouve à droite de la liste, plus il préfère être sous forme métallique. A l'inverse, plus un métal se trouve à gauche dans la liste, plus il aspire à exister sous forme d'ions. Ainsi, en présentant l'un à l'autre deux métaux qui existent tous les deux sous la forme qu'ils aiment le moins, vous leur permettez de changer de place de manière mutuellement avantageuse.

Instructions pas à pas

Pour que votre dendrite puisse pousser, il lui faut un support. Placez un morceau de papier filtre dans la grande partie de votre boîte de Pétri.

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La solution CuSO4 servira de source de cuivre Cu pour la dendrite.

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Pour obtenir du cuivre métallique Cu à partir de CuSO4, vous pouvez forcer Zn à prendre sa place dans la solution.

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Lentement mais sûrement, la dendrite se développe à la surface du fil de zinc. Mais pourquoi ?

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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. Versez les solutions restantes dans l'évier. Rincez abondamment à l’eau.

Description scientifique

Le zinc Zn et le cuivre Cu sont tous deux des métaux. Mais le cuivre Cu a commencé cette expérience dans la solution de CuSO4 sous forme d'ions Cu2+ , tandis que le zinc Zn a débuté en tant que morceau de métal . Le cuivre aime être dans sa forme métallique, contrairement au zinc, qui préfère s'aventurer dans la solution . Ainsi, lorsqu'ils se rencontrent, ils n'hésitent pas à échanger leurs places. Au cours de cette réaction, la dendrite métallique de cuivre  croît lentement, tandis que le fil de zinc se dissout progressivement .

Ça, c’est intéressant !

Des arbres métalliques dans la nature !

Saviez-vous que vous venez de faire pousser un arbre en métal qui mettrait des siècles à se former dans la nature ? Mais où se forment-ils dans la nature et pourquoi le font-ils si lentement ? On peut trouver de telles dendrites à la surface du calcaire et d'autres minéraux. Lorsque l'eau est riche en ions métalliques, elle peut déposer des croissances dendritiques de cristaux en s'écoulant le long des fractures des roches. Le débit d'eau, tout comme la concentration d'ions métalliques sont généralement plutôt faibles et il faut donc beaucoup de temps pour que les dendrites se forment dans les roches.