Récifs chimiques

Créez un récif dans votre boîte de Pétri !

Difficulté :
Danger :
Durée :
10 minutes
Récifs chimiques

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 utiliser une petite boîte de Pétri ?

Au début, lorsque vous n’utilisez que deux réactifs, une petite boîte de Pétri donnera des résultats plus rapides et plus clairs. Il est préférable d’utiliser une boîte de Pétri plus grande lorsque vous voudrez créer de nouveaux récifs avec trois ou quatre composés différents.

J’aimerais refaire cette expérience. Quelles combinaisons devrais-je essayer ?

Pour en savoir plus sur les différents composés et leurs combinaisons, nous vous invitons à lire la description scientifique de cette expérience. Vous pouvez essayer le sulfate d’ammonium et de fer(III) NH4Fe(SO4)2 (alun ferrique) et l’hexacyanoferrate de potassium(II) K4[Fe(CN)6]. Leurs récifs bleus sont assez impressionnants.

J’ai décidé de refaire l’expérience avec d’autres composés, mais je n’ai obtenu aucun résultat.

C’est une bonne initiative d'avoir tenté l’expérience en utilisant d’autres substances ! Oui, cela est possible pour certaines paires de composés. Prenons, par exemple, CuSO4 et NH4Fe(SO4)2, ou K4[Fe(CN)6] et Na2CO3. La combinaison de ces substances ne donnera que des résultats indistincts.

Quand j’ai refait l’expérience avec les mêmes composés, je n’ai pas obtenu le résultat que j’attendais. Pourquoi ?

Cela peut arriver si vous utilisez une boîte de Pétri d’une expérience précédente sans laver les résidus de sel. Les résultats seront plus ambigus et moins beaux.

J’ai agité les sels et je n’ai pas obtenu un beau récif.

Ceci est normal. L’agitation des sels troublera l’expérience.

Essayez à nouveau l’expérience. Mais cette fois, versez simplement les composés au fond de la boîte de Pétri et laissez-les quelques minutes. Les sels se dissoudront dans l’eau et formeront un récif.

Les réactifs ne collent pas aux cotons-tiges. Que faire ?

Tout d’abord, essayez de mouiller davantage les cotons-tiges. Ils n’étaient peut-être pas assez mouillés pour contenir les réactifs. Vous pouvez aussi essayer de verser une petite quantité de réactifs directement dans la boîte de Pétri sans utiliser de coton-tige.

J’aimerais recommencer l’expérience. Puis-je utiliser la même boîte de Pétri ?

Oui, vous le pouvez. Mais assurez-vous de rincer cette boîte de Pétri avec beaucoup d’eau. Sinon, les résultats de l’expérience peuvent être imprévisibles.

Instructions pas à pas

Cette réaction se fera dans une solution aqueuse.

diffusion-v2_reefs_fr_iks-s-01

Vous n’aurez besoin que de petites quantités de composés secs.

diffusion-v2_reefs_fr_iks-s-02

Laissez les cristaux se dissoudre dans l’eau.

diffusion-v2_reefs_fr_iks-s-03

Lorsque les composés dissous se rencontrent, une réaction se produit et un « récif » brun nébuleux apparaît.

diffusion-v2_reefs_fr_iks-s-04

Vous pouvez utiliser différentes combinaisons de CuSO4, de K4[Fe(CN)6], de Na2CO3, et de NH4Fe(SO4)2 pour créer différents types de récifs. Vous pouvez même créer quatre types de récifs différents à la fois, mais assurez-vous d’utiliser une grande boîte de Pétri et de bien la laver entre les expériences.

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 vous voyez une formule chimique comme CO2, vous pouvez deviner qu’une molécule du composé  contient un atome de carbone C  et deux atomes d’oxygène O . Une bouteille de CuSO4 contient-elle alors beaucoup de molécules CuSO4 ? Pas vraiment. Il n’existe pas de molécule CuSO4 en tant que telle ; ce composé est plutôt constitué de deux parties distinctes appelées ions : Cu2+  et SO42- . Des composés comme celui-ci sont appelés composés ioniques. Une fois dans l’eau, les ions peuvent se déplacer dans des directions différentes.

Seules certaines combinaisons d’ions, comme CuSO4, se décomposent (se dissolvent) facilement dans l’eau. Lorsque nous plaçons des cristaux de CuSO4  et de K4[Fe(CN)6 dans l’eau, ces deux composés se dissolvent facilement, mais lorsque les ions de Cu2+  rencontrent les ions de [Fe(CN)6]4-  au centre de la boîte, ils se collent pour former des particules brunes Cu2[Fe(CN)6, qui sont vraiment réticentes à se dissoudre. C’est de cela dont notre glorieux « récif » est fait.

Essayez de combiner différents composés et de voir lesquels contiennent des ions pouvant s'assembler afin de former des « récifs ». Les récifs bleus de Fe4[Fe(CN)6]3  sont particulièrement beaux !

Comment ces récifs se forment-ils ?

Les récifs se matérialisent à la suite de la formation d’un composé insoluble, le Cu2[Fe(CN)6] au cours de la réaction entre le sulfate de cuivre(II) CuSO4 et le ferrocyanure de potassium K4[Fe(CN)6] :

K4[Fe(CN)6] + 2CuSO4 → Cu2[Fe(CN)6]↓ + 2K2SO4

Mais d’abord, les substances se dissolvent dans l’eau. En se dissolvant, elles se divisent en ions :

CuSO4 → Cu2+ + SO42–

K4[Fe(CN)6] → [Fe(CN)6]4– +4K+

Une réaction de métathèse du sel a lieu. Lorsque les contre-ions se rencontrent, ils forment le précipité brun Cu2[Fe(CN)6] que vous voyez au milieu de la boîte de Pétri.

Suivi

Essayez différentes combinaisons des réactifs solides : le sulfate de cuivre CuSO4, l’hexacyanoferrate de potassium(II) K4[Fe(CN)6], le carbonate de sodium Na2CO3 et le sulfate d’ammonium et de fer(III) NH4Fe(SO4)2 (alun de fer). Vous pouvez également réaliser cette expérience dans la grande boîte de Pétri et créer quatre types de récifs différents à la fois !

Ça, c’est intéressant !

La diffusion dans les organismes vivants

Vous pouvez constater le phénomène de la diffusion chimique tous les jours ! Quand quelque chose brûle sur le feu, vous pouvez le sentir dans toute la maison, par exemple. Ce phénomène s’applique également au corps humain ! Notre organisme a besoin d’obtenir du dioxygène et de rejeter du dioxyde de carbone pour survivre. Ces composés entrent et sortent des poumons par diffusion !

La diffusion est également ce qui pousse le dioxyde de carbone que nous expirons à se disperser dans l’espace et à se mélanger avec le dioxygène, plutôt que de s’attarder dans un nuage autour de nous. C’est la raison pour laquelle nous pouvons respirer tranquillement pendant une longue période dans une pièce fermée. De temps en temps, nous devons toutefois ventiler la pièce et laisser entrer de l’air frais saturé de dioxygène, qui (encore une fois en raison de la diffusion) se propage rapidement à travers la zone.

Ce phénomène est également très important pour les plantes. Les plantes obtiennent les nutriments et l’eau dont elles ont besoin du sol, par diffusion. C’est de cette façon que les plantes peuvent « manger » et pousser !