En guise d'introduction ... Cette activité s'inspire d'une leçon de physique donnée à des enfants par Marie Curie en 1907. Surprise, émerveillement, observation, questionnement ... Aujourd’hui on verra quels sont les enfants adroits….. ….Nous allons faire maintenant une très jolie expérience. Voici deux verres : dans l’un, il y a de l’eau et de l’huile : l’huile flotte parce qu’elle est moins dense que l’eau ; dans l’autre il y a de l’huile et de l’alcool : l’huile est au fond parce qu’elle est plus dense que l’alcool. Puisque l’huile nage sur l’eau et qu’elle se noie dans l’alcool, on peut faire un mélange d’eau et d’alcool, tel que l’huile ne se noie ni ne flotte. Vous verrez que l’huile prendra alors la forme d’une boule et que ce sera très joli. il faut tâtonner. si l’huile monte, c’est que nous avons mis trop d’eau dans notre mélange ; si elle se noie et va vers le fond du vase, c’est que nous avons mis trop d’alcool. Chaque enfant arrive à former une belle boule jaune or qui se tient suspendue au milieu du liquide. (extrait du livre Leçons de Marie Curie, I. Chavannes et M. Curie, editions EDP Nous proposons ici notre version de cette belle leçon. A vous de l'adapter ...

L'expérience ... partie 1
Versons délicatement de l'huile sur l'eau. Observons.	Versons délicatement de l'huile sur de l'éthanol. Observons.
Schématisons et décrivons brièvement (mais avec rigueur) le contenu du bécher Quelques questions ... niveau "débutant" : comment expliquer cette répartition ? Quelle propriété physique est responsable de la répartition des deux liquides ? niveau "expert" : relevons (sur l'étiquette) la composition de l'huile. Recherchons ensuite la formule chimique de l'eau (est-ce nécessaire ?), de l'éthanol et du composant principal de l'huile (avez-vous regardé l'étiquette sur la bouteille ?). Pour découvrir ces formules un accès aux sites web chemexper ou chemfinder peut être utile. Dessinons les formules développées de ces composés et, à partir de celles-ci, expliquons la nature du mélange obtenu.

L'expérience ... partie 2 (nous pensions pouvoir faire mieux que Marie Curie et éviter les tâtonnements pour la réalisation du mélange eau-alcool)
A l'aide d'une pipette, introduisons délicatement et progressivement de l'éthanol dans la phase aqueuse du mélange eau-huile. Observons.	A l'aide d'une pipette, introduisons délicatement et progressivement de l'eau dans la phase alcoolique du mélange éthanol-huile. Observons.
Schématisons et décrivons brièvement (mais avec rigueur) le contenu du bécher Comment expliquer ce phénomène ? Un élément de réponse : quelles sont les forces agissant sur l'huile ? Remarque : entre la théorie ("l'attendu") et la pratique il y a parfois un fossé. Et c'est le cas ici ... formation d'émulsion (microbulles d'huile), mélange trouble, ... Si vous parvenez à obtenir ici le résultat de l'expérience3, faites le moi savoir.

L'expérience ... partie 3
Réalisons un mélange d'approximativement 35ml d'eau et 40ml d'alcool (un tout petit peu plus d'alcool que d'eau). Introduisons de l'huile précautionneusement (avec une cuiller à café). Observons. Suivant la position de la bulle d'huile un léger ajout d'alcool ou d'eau pourra respectivement la faire monter ou descendre.
Schématisons et décrivons brièvement (mais avec rigueur) le contenu du bécher Comment expliquer ce phénomène ? Un élément de réponse : quelles sont les forces agissant sur l'huile ? Expliquons le sens du déplacement de la bulle après un ajout d'eau ou d'alcool.

L'expérience ... prolongement

Comment réaliser (justifier) cette "bulle" à partir d'une solution aqueuse d'un colorant (ici un colorant alimentaire nommé Bleu patenté V) et de solvants usuels présents dans le laboratoire (vous disposez de la liste de solvants avec leurs caractéristiques chimiques, formules, et physiques , la densité ?

QUELQUES LIENS

• La FAQ du forum fr.sci.physique sur la tension superficielle (gouttes, capillarité, bulles et surfusion)
• La densité d'un mélange eau-éthanol et la réalisation d'un alcoomètre (Fr.acc.09/2004) et le degré en alcool d'un whisky (Eng.acc.09/2004) avec détermination de la densité d'un mélange eau-éthanol.
• Composés polaires et apolaires
  • polarité et solubilité (Fr.acc.09/2004)
  • Un protocole expérimental sur polarité et solubilité (Fr.acc.09/2004)
• La tension superficielle
  • et pourquoi une bulle est-elle ronde ? (Fr.acc.09/2004)
  • savons, détergents et tension superficielle (Fr.acc.09/2004) (protocole expérimental)

LES PRODUITS

• Base de données pouvant être consultée : ChemExper (Eng. acc.06/2002)
• Les "safety sheets" MSDS des composés à Quick-FDS (Fr. acc.09/2004)
• Connaître les pictogrammes
• Télécharger la liste des phrases R et S (54ko)

Ethanol
C₂H₅OH

M : 46,07
Fiche toxicologique
R11 très inflammable
R20-21-22 nocif par inhalation, par contact avec la peau, par ingestion
R68/20/21/22 possibilités d'effets irréversibles par inhalation ou ingestion S7 conserver le récipient fermé
S16 conserver à l'écart de toute flamme. ne pas fumer
S24 éviter le contact avec la peau S46 encas d'ingestion consulter un médecin et montrer l'étiquette