Arbre de Noël

Décorez un arbre de Noël en utilisant du sel de table !

Difficulté :
Danger :
Durée :
12 heures
Arbre de Noël

Réactifs

Sécurité

  • Portez des gants et des lunettes de protection.
  • Réalisez l’expérience sur le plateau en plastique.
  • Respectez les consignes de sécurité lorsque vous travaillez avec de l’eau bouillante.
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

NaCl dans le flacon ne s’est pas complètement dissous.

Si la majeure partie du NaCl s'est dissoute et qu’un petit peu de sel reste non dissous au fond du flacon, vous pouvez continuer l’expérience. Il y a un excès de NaCl et le précipité ne fera pas échouer l’expérience. Toutefois, s’il y a plus de 5 mm de sel non dissous au fond du flacon, il risque de ne pas y avoir suffisamment de NaCl dans la solution pour créer un arbre de Noël bien enneigé. Dans ce cas, nous vous recommandons de continuer à chauffer le flacon un peu plus longtemps.

Comment dois-je ajouter le savon liquide ?

Prenez la deuxième partie de la boîte de Pétri et versez-y le savon liquide contenu dans le paquet. Il sera ainsi plus facile pour vous d'utiliser la pipette pour transférer une goutte dans la solution.

Pourquoi est-il si important de laisser reposer l’arbre pendant la croissance des cristaux ?

Votre arbre de Noël doit être laissé au repos, car les cristaux qui y poussent sont très fragiles et peuvent s’écrouler au moindre contact.

Les cristaux ne sont pas vraiment impressionnants…

Cela peut arriver si vous ajoutez trop de savon liquide. Essayez de répéter l’expérience en prenant soin d’ajouter exactement une goutte de savon liquide.

L’arbre a perdu ses cristaux ! Comment puis-je les restaurer ?

Une légère secousse – et notre arbre de Noël perdra le sel de son « manteau de neige » ! Heureusement, nous pouvons facilement recréer son éclat ! Lavez soigneusement la « neige » de l’arbre avec la même quantité d’eau chaude que celle utilisée au début de l’expérience, et en seulement 12 heures le « manteau de neige » repoussera ! Vous pouvez recommencer l’expérience plusieurs fois.

Puis-je utiliser un autre type de papier pour l’expérience ?

Le papier que vous utilisez pour cette expérience doit avoir une consistance spécifique. Il doit être suffisamment léger pour que la solution de sel puisse s’y répandre uniformément, avant que les cristaux floconneux ne commencent à se former. Si ce processus se produit trop lentement ou pas du tout, les cristaux de sel commencent à pousser directement dans la boîte de Pétri, ou seulement à la base de la structure en papier. En même temps, le papier doit être assez épais pour pouvoir tenir sa forme lorsqu’il est mouillé avec de l’eau salée. Un papier trop fin risquerait de se déformer ou de s’effondrer.

Vous pouvez facilement vérifier par vous-même si un papier convient pour l’expérience. Découpez un petit bout du papier choisi, environ 1 cm x 5 cm. Voyez ensuite s’il correspond aux paramètres décrits ci-dessus.. Tout d’abord, immergez une extrémité d’un échantillon de papier dans la solution, en laissant l’autre extrémité à l’air.

Si le papier absorbe la solution trop rapidement, il changera rapidement de forme et s’effondrera. Si le papier n’est pas suffisamment humidifié, vous le saurez dans 12 heures : le « manteau de neige » ne se formera que sur la base de l’arbre, ou bien ne se formera pas du tout.

Si aucun de ces scénarios ne se réalise et que le papier se recouvre bien de formations de sel, il convient certainement pour l’expérience. Vous pouvez découper n’importe quelles formes (des flocons de neige, par exemple) et en seulement 12 heures, elles seront recouvertes de « neige » !

Quels autres matériaux puis-je utiliser à la place du papier ?

La « neige » de notre expérience peut être cultivée sur d’autres matériaux que le papier. Par exemple, la solution de sel devrait être bien absorbée par du fil de laine. Vous pouvez utiliser un fil de métal pour faire un « arbre » ​​ramifié, puis l'enrouler de fil de laine et utiliser cette structure au lieu d’un arbre en papier. Assurez-vous simplement que le fil absorbera bien la solution !

Puis-je toucher l’arbre à mains nues ?

Non, nous recommandons de ne pas toucher l’arbre à mains nues. De plus, gardez à l’esprit que cet arbre est très fragile. Le toucher lui ferait très probablement perdre ses cristaux !

Si vous avez touché l’arbre à mains nues, assurez-vous de bien vous laver les mains !

Instructions pas à pas

Mélangez du chlorure de sodium NaCl avec une petite quantité de solution de K4[Fe(CN)6] et de l’eau.

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De nombreux composés, comme le chlorure de sodium NaCl, se dissolvent mieux à des températures élevées.

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Un peu de savon aidera votre solution à grimper le long de votre arbre de Noël.

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Assemblez l’arbre et placez-le dans la boîte de Pétri.

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Au cours des prochaines heures, plusieurs processus vont se dérouler. L’effet capillaire va attirer le liquide à travers l’arbre en papier. En refroidissant, le liquide va faire précipiter une partie du sel pour former des cristaux. Le liquide va aussi s’évaporer lentement, ce qui forcera encore davantage la cristallisation du sel.

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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

Les cristaux de chlorure de sodium NaCl sont généralement de simples cubes . C’est parce que les particules de Na+  et de Cl-  s’organisent de façon ordonnée et cubique . Pourquoi les cristaux recouvrant votre arbre ont-ils une apparence autre que cubique ? C’est grâce au K4[Fe(CN)6. Ce composé peut se fixer à un cristal de NaCl en formation, perturbant ainsi légèrement sa matrice cubique. Au fur et à mesure que les cristaux grandissent, ces perturbations s’accumulent, produisant les cristaux duveteux que vous voyez.

Comment notre arbre de Noël se couvre-t-il de neige?

Nous humidifions « l'arbre » ​​avec une solution chauffée de sel de table NaCl dans l'eau. L'eau s'évapore progressivement de la surface de l'arbre et du récipient, ce qui force le sel à cristalliser. En raison de l'évaporation rapide de l'eau, combinée avec l'effet du ferrocyanure de potassium K4[Fe(CN)6], le sel de la solution se développe en formant des flocons semblables à de la neige.

Pourquoi ajoutons-nous une goutte de savon?

Le savon liquide est un agent tensioactif, dont l'une des propriétés est la capacité de modifier la tension superficielle des solutions aqueuses. Dans notre cas, le savon liquide diminue la tension de surface de la solution, de sorte qu'elle se répartit uniformément dans la boîte de Pétri.

Ça, c’est intéressant !

En quoi votre « neige » diffère-t-elle de la vraie ?

En fait, il y a à la fois des similitudes et des différences entre la vraie neige et votre « neige ». Premièrement, elles forment toutes deux des cristaux. Mais comme vous le savez peut-être, chaque flocon de neige est unique, avec une forme particulière. Si vous regardez de près vous pourrez les différencier même dans une épaisse couche de neige. Si vous observez votre « neige », en revanche, vous remarquerez que ses cristaux sont relativement informes, et sans structure particulière. Pourtant, ils s’accumulent sur le sapin de Noël comme de la vraie neige ! D’autre part, les flocons de neige consistent en un grand nombre de molécules d’eau fortement liées les unes aux autres. Votre « neige », quant à elle, se compose de chlorure de sodium NaCl et de cristaux de ferrocyanure de potassium K4[Fe(CN)6], et se forme grâce à la lente évaporation de l’eau.

De plus, la vraie neige comme votre « neige » sont solides et se dissolvent toutes deux facilement dans de l’eau tiède. Mais la vraie neige peut fondre à des températures supérieures à 0 °C. Tandis que la « neige » chimique vous enchantera à presque n’importe quelle température !