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Faire apparaitre des cristaux de sel dans une eau limpide relève un peu de la magie, et pourtant, c'est très facile à réaliser. Il n'y a là rien de magique : ils apparaissent grâce à la présence de certaines substances dissoutes dans l'eau. Il vous faudra peu de matériel et c'est une expérience que même un enfant peut faire sans grand danger.
Étapes
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Faites chauffer une casserole. Vous aurez besoin d'un litre à un litre et demi d'eau. Faites chauffer jusqu'à ce que l'eau soit à ébullition.
- Si c'est un enfant qui veut faire des cristaux, il doit être accompagné par un adulte durant cette phase dangereuse.
- Si l'eau distillée est préférable, celle du robinet vous permettra de réussir l'expérience [1] X Source fiable Science Buddies Aller sur la page de la source .
- Les molécules vont accélérer pendant que vous chauffez l'eau.
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Choisissez votre sel. Il existe quantité de sels dans la nature. Tous différents, ils donneront des cristaux de formes différentes. Vous pouvez essayer avec les sels suivants :
- le sel de table met plusieurs jours à se cristalliser, car il contient de l'iode, lequel ralentit l'opération [2] X Source de recherche ;
- le sel d'Epsom cristallise vite et forme de petits cristaux en forme d'aiguilles. Ce sel s'achète en pharmacie ;
- l'alun, en vente en droguerie, se cristallise très rapidement comparativement aux autres sels, en quelques heures seulement.
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Versez autant de sel que vous pouvez. Retirez votre casserole du feu et versez-y le sel (120 à 250 grammes). Si vous ne voyez pas de grains de sel, ajoutez-en une cuillère à soupe et continuez d'en ajouter en remuant jusqu'à ce que vous voyiez des grains de sel qui ne se dissolvent pas.- Vous venez de préparer une solution sursaturée . Le liquide a maintenant plus de sel que l'eau peut normalement en contenir. En réchauffant, les molécules s'accélèrent, ce qui crée un espace entre elles et permet à l'eau d'absorber plus de sel que d'habitude.
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Versez cette eau dans un récipient propre. Transvasez prudemment cette eau chaude dans un récipient transparent et facile à manipuler chaud. Il doit être propre pour que le processus de cristallisation ne soit pas entravé.
- Versez tranquillement votre solution, et s'il reste des grains de sel au fond de la casserole, ne les faites pas tomber dans le récipient, car c'est autour d'eux, et non de votre ficelle, que se formeraient les cristaux.
- Une solution sursaturée est particulièrement instable, en remuant, le sel va s'échapper de la solution. Il va alors commencer à former des cristaux, ce qui refroidit la solution.
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Ajoutez éventuellement un colorant alimentaire. Si vous introduisez deux ou trois gouttes de colorant alimentaire, vous obtiendrez de magnifiques cristaux de couleur. Il est possible que les cristaux soient alors plus petits et moins bien dessinés.
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Nouez une ficelle autour d'un crayon. Ce crayon devrait avoir une longueur telle qu'il pourra être posé sur l'ouverture du récipient. Vous pouvez aussi prendre un bâton de sucette ou une petite baguette de bois.
- Une ficelle présente des aspérités et de petits filaments dans et sur lesquels les cristaux de sel se fixeront [3] X Source de recherche . Un fil de pêche ne peut convenir, car il est trop lisse.
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Coupez votre ficelle à la bonne longueur. Elle doit flotter dans l'eau sans toucher les parois (fond, côtés). Si c'était le cas, vos cristaux ne seraient pas aussi nombreux ni aussi beaux. Seule la partie immergée de la ficelle retiendra les cristaux.
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Posez le crayon en équilibre sur le récipient. La ficelle doit pendre bien verticalement et être en grande partie dans l'eau. Si le crayon n'arrivait pas à tenir, fixez-le avec du ruban adhésif ou de la colle.
- La ficelle ne doit donc pas toucher les parois, sinon vous aurez des cristaux un peu déséquilibrés qui n'auront pas pu se développer dans toutes les dimensions.
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Installez votre récipient dans un lieu sûr. Mettez-le hors de portée des enfants qui pourraient être tentés de renverser ou de boire l'eau.
- Pour accélérer la cristallisation, vous pouvez mettre votre récipient au soleil ou près d'un ventilateur (petite vitesse) dont l'air balaiera la surface de l'eau. Dans ces conditions, les cristaux ne deviendront jamais très gros.
- Pour avoir de gros cristaux, il serait préférable de le placer dans un endroit frais et à l'ombre [4] X Source de recherche . Pour absorber les vibrations nuisibles à la cristallisation, mettez votre récipient sur de la mousse de polystyrène extrudé (Styrofoam) ou sur un petit tapis souple [5] X Source de recherche . Même si vous finissez avec un amas informe de cristaux, vous arriverez toujours à détacher les plus gros d'entre eux.
- Le sel d'Epsom (et quelques autres sels) cristallise bien plus vite au froid (dans un réfrigérateur, par exemple) qu'au soleil.
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Attendez la formation des cristaux. Vérifiez plus ou moins régulièrement la formation des cristaux de sel sur la ficelle. Les cristaux issus du sel d'Epsom ou d'alun peuvent apparaitre au bout de quelques heures comme de quelques jours. Avec les cristaux issus du sel de table, vous n'aurez rien avant un ou deux jours, voire une semaine. C'est à partir de ces tout premiers cristaux que vont se former progressivement les cristaux définitifs.
- Quand une eau chargée de sel refroidit, elle devient instable, car sursaturée, si bien qu'elle libère des sels qui vont venir, grâce aux flux de convection au sein de la solution, se fixer pour partie sur la ficelle [6] X Source de recherche . Au fur et à mesure de l'évaporation de la solution, le sel devient plus en plus instable et a tendance à prendre sa forme cristallisée.
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Faites cristalliser une première solution saline. Suivez les mêmes instructions que pour la méthode précédente, mais vous devez impérativement prendre de l'eau distillée et vous n'avez pas besoin de crayon ni de ficelle. Vous laisserez le sel se précipiter au fond du récipient. Au bout de quelques jours, vous allez voir se former une mince couche de cristaux.
- Pour obtenir un gros cristal isolé rapidement, il vaut mieux prendre un récipient plus plat et ayant une surface plus grande [7] X Source de recherche .
- Les sels d'Epsom ne sont pas très adaptés à cette méthode. Prenez plutôt du sel d'alun, du sel de table ou encore un composé comme ceux que nous verrons plus loin.
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Récoltez un beau cristal d'ensemencement. Videz la solution et examinez votre précipité. À l'aide d'une pince à épiler, sélectionnez un beau cristal (« cristal d'ensemencement ») qui va servir de support à une autre cristallisation, celle qui vous permettra d'avoir un gros cristal. Pour savoir lequel choisir, suivez les conseils donnés ci-après par ordre d'importance décroissante [8] X Source de recherche :
- choisissez un cristal qui ne soit aggloméré à aucun autre cristal ;
- choisissez un cristal plat, avec des surfaces homogènes et des arêtes bien dessinées ;
- choisissez un cristal d'une taille au moins équivalente à celle d'un petit pois [9] X Source de recherche ;
- il est sage de récolter plusieurs cristaux d'ensemencement pour pouvoir recommencer l'expérience en cas d'échec, comme une dissolution du cristal.
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Attachez votre cristal d'ensemencement. Attachez-le avec du fil de pêche ou un fil lisse. Il sera fixé au cristal avec de la colle ou en le nouant autour du cristal.
- Ne prenez surtout pas de la ficelle ou un lien inégal, car la cristallisation ne se ferait pas seulement sur le cristal choisi, mais aussi sur cette attache.
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Préparez une nouvelle solution saline. Prenez cette fois de l'eau distillée, mais gardez le même sel. Dans cette expérience, il faut chauffer l'eau à une température supérieure de 20 °C (environ) à la température ambiante. Il s'agit d'obtenir une solution parfaitement saturée. Si elle est sous-saturée, votre cristal se dissoudra. Si elle est trop saturée, vous obtiendrez un conglomérat de cristaux [10] X Source de recherche .
- Il existe d'autres méthodes plus rapides, mais elles sont compliquées à mettre en œuvre et requièrent de bonnes connaissances en chimie [11] X Source de recherche .
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Immergez votre cristal dans la solution. Nettoyez bien votre récipient (par exemple, un plat de Pétri) et rincez-le à l'eau distillée. Versez-y ensuite la solution préparée, puis suspendez votre cristal sans rien toucher. Voici comment procéder :
- placez votre récipient dans un endroit frais et à l'abri de la lumière (un bas de placard, par exemple) ;
- mettez votre récipient sur de la mousse de polystyrène extrudé (Styrofoam) ou sur un petit tapis souple ;
- couvrez le contenant d'un papier filtre pour éviter aux poussières de tomber à l'intérieur de la solution. Il ne doit pas être fermé hermétiquement.
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Vérifiez régulièrement la croissance de votre cristal. La croissance du cristal est bien plus lente, car la solution n'est pas sursaturée, il faut attendre un certain temps pour qu'elle le soit. Si tout se passe bien, votre cristal grossira en conservant sa forme première. Vous pouvez arrêter l'expérience quand vous le souhaitez, mais le mieux est quand même de le laisser croitre plusieurs semaines.
- Tous les quinze jours, filtrez votre solution avec un filtre à café pour retirer les impuretés [12] X Source de recherche .
- C'est une opération délicate. Même ceux qui s'y livrent régulièrement connaissent des échecs, soit que le cristal d'ensemencement soit dissout, soit qu'il ait perdu sa forme initiale. Pour éviter cela, faites des tests avec des cristaux de moins belle facture avant de passer au cristal parfait.
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Protégez votre cristal avec du vernis à ongles. Une fois que votre cristal a atteint la taille que vous souhaitiez, sortez-le de l'eau et séchez-le. Pour le conserver dans le temps, le mieux à faire est de l'enduire précautionneusement d'un vernis à ongles transparent [13] X Source de recherche .Publicité
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Essayez d'autres substances dissoutes. Il existe d'autres éléments qui se cristallisent de la même façon. Vous trouverez ces produits dans toute bonne droguerie ou sur Internet.
- Le borax pour les cristaux blancs et teintés.
- Le sulfate de cuivre vous donnera des cristaux bleus [14] X Source de recherche .
- L'alun de chrome donne des cristaux généralement violets [15] X Source de recherche .
- L'acétate (monohydraté) de cuivre vous donnera des cristaux d'un bleu vert foncé [16] X Source de recherche .
- Attention : ce sont là des produits chimiques qui sont potentiellement dangereux, pour les enfants et les adultes, s'ils sont inhalés, ingérés ou manipulés à mains nues. Lisez attentivement les précautions d'utilisation indiquées sur les emballages.
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Faites apparaitre un flocon de neige. À l'aide de tiges pour nettoyer les pipes que vous tordrez, faites une armature en forme d'étoile. Plongez-la ensuite dans votre solution saline et attendez-vous à voir apparaitre au fil des jours de petits cristaux sur votre forme qui deviendra comme un flocon de neige scintillant [17] X Source de recherche .
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Créez un petit univers de cristaux. Faites plusieurs cristaux à la fois. Préparez une solution saline, puis plongez-y de petits morceaux d'éponge, de charbon… Versez également quelques gouttes de vinaigre, puis remuez. Dès le lendemain, vous aurez des cristaux [18] X Source de recherche .
- Les éponges n'ont pas besoin d'être totalement immergées dans la solution, mais il faut en préparer suffisamment pour que les éponges soient saturées de solution.
- Pour obtenir des cristaux de couleur, versez sur vos éponges une goutte de colorant alimentaire, une couleur par éponge si vous voulez.
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Conseils
- Tout grain de poussière tombé dans la solution peut servir d'accroche aux cristaux. C'est pour cela que vous devez couvrir votre solution à la condition expresse que ce couvercle laisse l'eau s'évaporer sinon vous n'aurez pas de cristallisation.
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Avertissements
- Lavez-vous les mains après avoir manipulé du sel d'Epsom ou de l'alun. Si vous avez une peau fragile, ils peuvent causer une certaine irritation. Bien évidemment, il est hors de question de les porter à la bouche [19] X Source de recherche .
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Éléments nécessaires
- Un récipient transparent (bocal)
- De l'eau (de préférence distillée ou déminéralisée)
- Du sel de table, d'Epsom ou d'alun
- Un bout de ficelle
- Un crayon
- Un colorant alimentaire (facultatif)
- Une casserole
- Une cuillère pour remuer
Références
- ↑ http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/phpBB3/viewtopic.php?f=36&t=13686
- ↑ http://sciencenotes.org/grow-table-salt-or-sodium-chloride-crystals/
- ↑ https://www.questacon.edu.au/outreach/programs/science-circus/activities/crystal-snowflake
- ↑ http://sciencenotes.org/grow-table-salt-or-sodium-chloride-crystals/
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=NfbbrZcUMCM
- ↑ https://www.exploratorium.edu/cooking/seasoning/kitchen/activity-saltsculpture.html
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=NfbbrZcUMCM
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=NfbbrZcUMCM
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=FKCS1DvORug
- ↑ http://web.mit.edu/x-ray/cystallize.html
- ↑ http://web.mit.edu/x-ray/cystallize.html
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=FKCS1DvORug
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=FKCS1DvORug
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=FKCS1DvORug
- ↑ http://sciencenotes.org/grow-chrome-alum-crystals/
- ↑ http://sciencenotes.org/grow-blue-green-copper-acetate-crystals/
- ↑ https://www.questacon.edu.au/outreach/programs/science-circus/activities/crystal-snowflake
- ↑ http://www.layers-of-learning.com/salt-and-vinegar-crystals/
- ↑ https://www.questacon.edu.au/outreach/programs/science-circus/activities/crystal-snowflake
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