Iode

Des cristaux poussés de nulle part !

Difficulté :
Danger :
Durée :
40 minutes
Iode

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 de diiode émanant du bécher.
  • Ne touchez pas les cristaux de diiode, même avec des gants.
  • Retirez les gants de protection avant d'allumer la baguette et remettez-les après avoir soufflé la bougie.
  • Gardez un bol d’eau à proximité lorsque vous travaillez avec du feu.
  • Tenez les cheveux et les objets inflammables éloignés des flammes.
  • Ne touchez pas le poêle après l’expérience. Attendez qu’il refroidisse.
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 avons-nous utilisé du CaCl2 ?

L'air contient toujours une certaine quantité de vapeur d'eau. Tout comme l'iode, il se heurte à la surface de la tasse froide et change d'état. Mais contrairement à l'iode, il devient liquide et non solide. Or, nous ne voulons pas que l'eau interfère avec la croissance des cristaux d'iode et nous devons donc l'éliminer d'une manière oud'une autre. C'est là que le chlorure de calcium CaCl2 est utile ! CaCl2 est une substance hygroscopique. Cela signifie qu'il absorbe facilement l'humidité de son environnement. Cette curieuse propriété du CaCl2 nous permet d'éliminer la condensation au fur et à mesure qu'elle se forme, et d'observer nos cristaux d'iode scintillants.

Instructions pas à pas

Préparez à l'avance de la glace.

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Lorsqu'ils sont mélangés, le sulfate de cuivre CuSO4 et l'iodure de potassium KI réagissent entre eux : les ions I- donnent leurs électrons à Cu2+ et s'associent, se transformant ainsi en molécules I2.

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La chaleur intensifiera la réaction. Remuez le mélange et préparez le poêle.

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Maintenant, mélangez du thiosulfate de sodium Na2S2O3 dans de l'eau. Cela vous sera utile à la fin de l'expérience.

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Lorsqu'il est chauffé, le mélange réagit intensément, produisant de la vapeur de diiode I2 violette. Mais sur les parois froides du gobelet, la vapeur se transforme en cristaux.

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Vous souvenez-vous de la solution de thiosulfate de sodium Na2S2O3 que vous avez préparée ? C'est là qu'elle entre en jeu ! Le diiode I2 est très volatil et ne doit pas être inhalé. Heureusement, il peut facilement être reconverti en I- s'il est exposé à la solution Na2S2O3.

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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 avec de l’eau. Assurez-vous de​ dissoudre tous les cristaux de diiode dans la solution de thiosulfate de sodium.

Description scientifique

Ces vapeurs violettes  et ces cristaux étincelants  sont deux états d'une seule et même substance : le diiode . Le passage direct d'un état gazeux  à un état solide , sans passer par l'état liquide, est appelé dépôt. À l'état gazeux , les molécules de diiode I2  se déplacent rapidement et librement, mais dès qu'elles se heurtent à une surface froide , elles perdent de l'énergie, ralentissent instantanément et s'entassent intimement pour former un solide . Cela ressemble au processus par lequel les flocons de neige ou le givre se forment à partir de la vapeur d'eau dans l'air. Mais la vapeur d'eau contenue dans l'air humide hivernal nous est invisible, car elle est incolore. Heureusement, la vapeur de diiode , elle, a une couleur bien vive.

D'après une anecdote, c'est un chat qui serait à l'origine de la découverte de l'iode ! C'était en 1811, le chimiste parisien Bernard Courtois étudiait les cendres d'algues ; son chat blotti sur son épaule. Tout à coup, le chat saute et renverse un pot d'acide sulfurique directement dans un chaudron brûlant remplit de cendres d'algues. Il se trouve que les cendres d'algues contiennent des composés d'iode, similaires au KI que vous avez utilisé lors de cette expérience. L'acide sulfurique H2SO4, plus encore que CuSO4, est prompt à prélever des électrons de ces composés. Des nuages de fumée d'un violet vif se sont formés dans le chaudron : c'était les vapeurs d'un nouvel élément chimique !

Quelle réaction chimique se produit entre KI et CuSO4 ?

L'iodure de potassium KI contient des ions iodure I , qui sont essentiellement des atomes d'iode  avec un électron supplémentaire , et le sulfate de cuivre CuSO4 contient union Cu2+ , un atome de cuivre  auquel il manque deux électrons. Cu2+ peut prendre un électron de I, le transformant en I0 . Ce dernier  aime s'associer en paires, formant des molécules de diiode stables I2 . Cet échange d'électrons et la formation de I2 peuvent être écrits sous la forme des équations suivantes :

I + Cu2+ → Cu+ + I0

I0 + I0 → I2

Si on combine ces équations, on obtient la suivante :

2I + 2Cu2+ → 2Cu+ + I2

N'oubliez pas que nous avons aussi des ions potassium K+ et des ions sulfate SO42− Ils ne changent pas au cours de la réaction donc nous pouvons simplement les ajouter aux deux côtés de l'équation en quantités égales. Cela introduit les formules KI et CuSO4 sur la gauche. L'équation de la réaction chimique ressemble désormais à ceci :

4KI + 2CuSO4 → I2 + 2CuI + 2K2SO4

Ça, c’est intéressant !

Pourquoi le sel de table est-il iodé ?

L'iode est essentiel à la production des hormones thyroïdiennes qui contrôlent de nombreuses fonctions telles que la croissance et le développement. La quantité d'iode nécessaire au développement du corps humain est infime. Vous n'avez besoin que d'environ 1/100000 à 2/100000 de gramme par jour ! Malheureusement, cet élément étant rare, il est parfois difficile d'en absorber autant avec une alimentation normale. Et si une personnne manque d'iode, elle peut souffrir d'un ralentissement du développement physique et mental. Une carence en iode peut même provoquer une vilaine maladie, connue sous le nom de goitre.

Les fruits de mer et les produits laitiers contiennent naturellement des quantités suffisantes d'iode, mais ces produits ne font pas partie du régime alimentaire de tout le monde. Les scientifiques de l'alimentation ont trouvé une solution brillante en mettant une infime quantité d'iode dans un aliment que presque tout le monde consomme : du sel de table ! Depuis l'introduction du sel iodé aux États-Unis, le goitre a pratiquement été éliminé et les scientifiques estiment que le QI moyen de la population américaine a augmenté de 3,5 points rien qu'avec cette mesure.

Pour fabriquer du sel de table iodé, on n'utilise pas l'iode moléculaire, mais des composés d'iode, dont : l'iodure de sodium NaI, l'iodate de potassium KIO3 et l'iodure de potassium KI que vous avez utilisés lors de cette expérience.