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Explorez le monde fascinant de la chimie et bouleversez vos certitudes en créant de la glace chaude. Cette curieuse expression désigne en réalité la cristallisation d'une solution d'acétate de sodium. La réaction libère de l'énergie, ce qui vous permet d'observer la formation de glace tout en ressentant de la chaleur. Vous pouvez réaliser cette expérience chez vous avec votre propre acétate de sodium.
Étapes
Méthode 1
Méthode 1 sur 2:
Synthétiser de l'acétate de sodium pour créer la glace chaude
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Procurez‑vous une large casserole. Utilisez un récipient d'une contenance d'au moins deux litres et supportant les hautes températures. Il peut être en acier inoxydable ou en verre épais de type Pyrex . Vous pouvez utiliser un ustensile de cuisine, car l'acétate de sodium n'est pas toxique.
- N'utilisez pas de récipient en cuivre, car il risque de réagir avec les composés chimiques.
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Versez du bicarbonate de sodium. Mettez‑en trois cuillères à soupe dans le fond de la casserole.
- Le bicarbonate de sodium se présente sous forme d'une poudre que vous pouvez aisément vous procurer dans le commerce.
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Ajoutez un litre de vinaigre blanc. Utilisez un vinaigre d'alcool sans colorant et sans additif. Cette précaution est importante pour éviter les réactions parasites. Le contact du vinaigre et du bicarbonate de sodium produit instantanément une effervescence. Pour garder la réaction sous contrôle, versez le vinaigre petit à petit.
- L'acide acétique contenu dans le vinaigre blanc est le composé qui permet la création de l'acétate de sodium. Dans le vinaigre vendu dans le commerce, il est généralement dosé à 8 %.
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Attendez la fin de la réaction. L'effervescence observée est due au dégagement de dioxyde de carbone qui se forme pendant la réaction. Mélangez la solution pour dissoudre complètement le bicarbonate de sodium.
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Assurez‑vous d'obtenir une solution homogène. Si votre bicarbonate n'est pas totalement dissout, mélangez la solution. Si nécessaire, ajoutez un peu de vinaigre. La solution doit être limpide, au risque de compromettre l'expérience.
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Faites bouillir la solution. Pour obtenir l'acétate de sodium, il faut éliminer l'eau qui s'est formée pendant la réaction précédente. Faites bouillir votre solution pendant une trentaine de minutes. Un précipité blanc se forme au centre du récipient sous forme d'une couche solide, fine et friable. Laissez sur le feu une quinzaine de minutes supplémentaires afin d'obtenir une solution limpide.
- Si votre solution est trouble ou brunâtre, ajoutez du vinaigre et faites bouillir à nouveau.
- D'un point de vue chimique, vous obtenez de l'acétate de sodium trihydraté, ce qui signifie qu'il contient des molécules d'eau. Dans le cas contraire, il est dit anhydre.
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Récupérez les cristaux d'acétate de sodium. Au fur et à mesure de l'évaporation, des cristaux d'acétate de sodium apparaissent sur les parois de votre récipient. Récupérez ce résidu pendant l'ébullition afin de l'utiliser pour la suite de l'expérience.
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Transférez votre solution dans un contenant refermable. Utilisez un récipient pouvant contenir des liquides chauds. Il est également important de pouvoir le fermer hermétiquement afin d'éviter toute contamination par des impuretés. Veillez à ne pas manipuler inutilement la solution, au risque de créer une réaction chimique anticipée.
- Pour conserver la solution à l'état liquide, ajoutez une ou deux cuillères à soupe de vinaigre blanc.
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Laissez refroidir la solution. Pour cela, vous pouvez placer votre récipient dans une casserole d'eau glacée pendant une quinzaine de minutes. Vous pouvez également le laisser dans votre réfrigérateur. Cette étape permet de mettre la solution saturée d'acétate de sodium en état de surfusion. Cela signifie qu'elle peut rester liquide à une température inférieure à son point de solidification, à condition qu'il n'y ait aucune perturbation [1] X Source de recherche .
- Si votre solution se solidifie, cela signifie qu'elle contient des impuretés ou un résidu solide d'acétate de sodium. Dans ce cas, versez à nouveau du vinaigre blanc, faites bouillir et répétez l'opération de refroidissement. Notez que la procédure peut être complexe. Soyez patient et appliqué.
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Déposez quelques cristaux d'acétate de sodium dans votre solution. Ajoutez l'acétate de sodium que vous avez récupéré pendant la phase d'ébullition. Cela permet d'amorcer la réaction de cristallisation en créant des petites perturbations [2] X Source de recherche .
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Observez la formation de la glace chaude. Suite aux opérations de chauffage et de refroidissement, la solution d'acétate de sodium est en état de sursaturation [3] X Source de recherche . Lorsque vous plongez votre doigt dans la solution, la réaction en chaine qui se produit forme de la glace tout en libérant de l'énergie.
- Si la réaction ne se produit pas comme prévu, votre solution est probablement contaminée. Retentez l'expérience en y ajoutant du vinaigre. Faites bouillir puis laissez refroidir la solution. Si cela ne fonctionne toujours pas, réalisez l'expérience avec de l'acétate de sodium vendu dans le commerce.
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Achetez de l'acétate de sodium trihydraté. Ce composé chimique est peu couteux et n'est pas toxique. Néanmoins, il est peu disponible dans le commerce. En revanche, il est facile de se le procurer en ligne.
- L'acétate de sodium est parfois vendu sous forme anhydre. Cela ne modifie pas le déroulement de l'expérience, mais il est nécessaire de réhydrater le composé.
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Faites fondre l'acétate de sodium trihydraté. Pour cela, adaptez la technique du bain‑marie. Faites bouillir de l'eau dans une large casserole. Plongez‑y ensuite un récipient contenant les cristaux d'acétate de sodium. Dans la mesure où il s'agit de la forme hydratée, l'acétate de sodium fond, ce qui crée une solution limpide. Gardez une poignée de cristaux d'acétate de sodium pour la fin de l'expérience.
- Si vous utilisez de l'acétate de sodium anhydre, ajoutez de l'eau chaude pour le réhydrater et permettre sa fusion. Notez qu'il faut 2 ml d'eau pour 3 g d'acétate de sodium.
- Vous pouvez créer votre solution saturée d'acétate de sodium en ajoutant le composé directement dans l'eau préalablement portée à ébullition [4] X Source de recherche .
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Laissez refroidir la solution. Transférez‑la au préalable dans un contenant propre et fermez‑le. Placez‑le dans un bain d'eau glacée ou au réfrigérateur. Assurez‑vous que votre solution est pure, au risque de créer une réaction prématurée.
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Formez la glace chaude. Sortez votre solution et mettez‑y quelques cristaux d'acétate de sodium afin d'amorcer la cristallisation. La réaction en chaine qui s'ensuit se répand dans tout le contenant et libère de la chaleur. Vous venez de former de la glace chaude !
- La cristallisation peut se former à partir de n'importe quelle impureté ou même d'une vibration. Cela explique la raison pour laquelle vous devez vous assurer d'avoir une solution pure.
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Conseils
- Créez des sculptures de glace. Pour cela, versez lentement la solution liquide sur des cristaux d'acétate de sodium. Cela vous permet de contrôler la réaction et de créer une stalagmite d'acétate de sodium [5] X Source de recherche .
- L'ingrédient essentiel de l'expérience est l'acétate de sodium. Pour obtenir les réactions les plus spectaculaires, il faut qu'il soit de la meilleure qualité possible. À cet égard, acheter le produit vous permettra d'obtenir des résultats plus intéressants que si vous le fabriquez vous‑même.
- Vous pouvez réutiliser la glace chaude. Pour cela, il vous suffit de la faire fondre au four à microonde puis de la laisser refroidir.
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Avertissements
- Ne touchez la solution que lorsqu'elle a complètement refroidi. Autrement, vous risquez de graves brulures.
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Éléments nécessaires
- De l'acétate de sodium trihydraté (ou du bicarbonate de sodium et du vinaigre blanc)
- Une large casserole
- De l'eau
- Un récipient propre de type verre à eau
- De l'eau glacée (ou votre réfrigérateur)
Références
- ↑ http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/dico/d/chimie-surfusion-7403/
- ↑ http://fr.science-questions.org/experiences/71/Faire_de_la_glace_chaude_acetate_de_sodium/
- ↑ http://www.simplyscience.ch/jeunes-experimente-air-terre-eau/articles/de-la-glace-chaude.html
- ↑ http://www.simplyscience.ch/jeunes-experimente-air-terre-eau/articles/de-la-glace-chaude.html
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=LiHW2-pHi4I
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