Différences entre les pages « 1 œil + 1 œil = 1 image! » et « Gonfler un ballon sans souffler »

Version du 3 avril 2020 à 12:43

Gonfler un ballon sans souffler dedans, c'est possible ? Découvre la magie de la chimie et créé du gaz !

Auteur Maëlle Zouaoui | Dernière modification 19/08/2020 par Nathanaël Latour

Difficulté

Facile

Durée

30 minute(s)

Disciplines scientifiques

Chimie

Gonfler un ballon sans souffler dedans, c'est possible ? Découvre la magie de la chimie et créé du gaz !

Difficulté

Facile

Durée

30 minute(s)

Disciplines scientifiques

Chimie

Sommaire

1 Video d'introduction
2 Étape 1 - Préparer le matériel
3 Étape 2 - Préparer l'expérience
4 Étape 3 - Réaliser l'expérience
5 Comment ça marche ?
6 Éléments pédagogiques
- 6.1 Objectifs pédagogiques
7 Commentaires

Licence : Attribution (CC-BY)

Video d'introduction

Mp4

bica vinaigre 2.mp4

Matériel et outils

Étape 1 - Préparer le matériel

Prépare bien tout ton matériel, aligné devant toi !

Étape 2 - Préparer l'expérience

Verse du vinaigre dans la bouteille (jusqu'à environ 4 ou 5 cm de haut).
Verse 2 cuillères à soupe de bicarbonate de sodium à l'intérieur du ballon de baudruche, à l'aide de l'entonnoir.
Enfile l'ouverture ballon sur le goulot de la bouteille. Assure-toi que le ballon tient bien.

Étape 3 - Réaliser l'expérience

Soulève le ballon pour faire tomber le bicarbonate dans la bouteille.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Le contenu de la bouteille mousse, le ballon se gonfle et reste gonflé sur la bouteille.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Les quantités de bicarbonate et de vinaigre peuvent jouer sur le gonflement du ballon : plus il y a de bica et vinaigre, plus il y a de gaz qui se créé, plus le ballon gonfle !

Bien tenir le ballon pour ne pas que le gaz s'échappe du goulot

Explications

De manière simple

Lorsque le bicarbonate tombe dans la bouteille, des bulles se forment dans le liquide et le ballon se met à gonfler. Ces bulles sont produites par la réaction chimique entre le vinaigre et le bicarbonate. Cela nous permet de dire qu'un des produits de la réaction chimique entre le vinaigre et le bicarbonate est un gaz, puisqu'il gonfle le ballon.

Grâce au ballon, on capture un gaz invisible produit par une réaction chimique ! Ce gaz est du dioxyde de carbone (du CO₂) .

Le vinaigre est un liquide, le bicarbonate est une poudre composée de minuscules grains solides. Lorsque ces deux produits réagissent ensemble (on les appelle des réactifs), ils donnent naissance à un nouveau produit qui lui est un gaz. Ce dernier n'est pas le seul produit issu de la réaction. En effet, lorsqu'on goûte le liquide, il ne pique plus la langue comme le vinaigre mais il a un goût salé !

Le vinaigre et le bicarbonate se sont aussi transformés en une sorte de sel qui est dissous dans le liquide. Ce sel et le gaz sont les produits de la réaction.

Plus d'explications

Nous avons affaire à une réaction acido-basique. Ici le vinaigre, qui contient de l'acide éthanoïque (ou acide acétique), joue le rôle de l'acide et le bicarbonate de soude, aussi appelé hydrogénocarbonate de sodium, celui de la base.

En solution, ce dernier se dissout en formant deux ions différents : les ions sodium et hydrogénocarbonate.

NaHCO₃ --> Na⁺ + HCO₃^-

Ce sont ces derniers qui vont réagir avec le vinaigre pour former de l'eau et du dioxyde de carbone selon la réaction suivante :

CH₃COOH = CH₃COO^- + H⁺

HCO₃^- + H⁺ = CO₂ + H₂O

______________________________________________________________________

CH₃COOH + HCO₃^- --> CH₃COO^- + CO₂ + H₂O

On obtient alors une eau au goût salé en raison de la présence en début de réaction des ions sodium. En effet, lorsque l'on dissout du sel (chlorure de sodium) dans de l'eau, on obtient bien ces ions sodium responsables du goût salé (et des ions chlorure).

Le dioxyde de carbone, quant à lui, ne peut pas se dissoudre dans l'eau. Il remonte donc à la surface du liquide sous forme de bulles, avec la poussée d'Archimède.

En effet, ce gaz est non polaire tout comme peut l'être l'huile. En revanche, l'eau est une molécule polaire : sa configuration provoque l'apparition de "pôles" négatifs et positifs (voir schéma un peu plus bas).

On peut facilement se rendre compte que les molécules non polaires et polaires s'associent en général très difficilement (exemple : eau + huile = eau + huile). Pour expliquer cela, il faut observer ces molécules d'un peu plus près...

Pour commencer prenons l'eau (H₂O) sous forme liquide :

Puis du sel (NaCl) :

Puis du dioxyde de carbone (C0₂) :

Remarque : La polarité de ces molécules est due à leur forme. Lorsque tous les atomes sont alignés, il n’existe pas de moment dipolaire entre eux. Au contraire, lorsqu’ils sont configurés différemment, les différentes charges ne sont plus alignées et il y a création d’un moment dipolaire et donc de « pôles ».

Et faisons des "mélanges" :

Dans un premier temps, on mélange l'eau avec le sel. Les molécules d'eau s'associent aux molécules de sel par "pôles" préférentiels (+ avec - et - avec +). Elles entourent ces molécules pour former une sorte de barrière où seules les molécules d'eau peuvent s'attacher. La forme cristalline du sel disparaît alors pour former les ions Na+ et Cl-. On parle de l'hydratation du sel.

Dans un second temps, on mélange le CO₂ avec un liquide acide. Les molécules d'eau ne peuvent s'associer aux molécules de dioxyde de carbone car ces dernières ne possèdent pas de "pôles". Elles ne peuvent donc pas hydrater le dioxyde carbone et celui-ci reste sous forme de gaz.

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Comprendre la création d'un gaz, les réactions chimiques entre deux éléments, la polarité des molécules.

Dernière modification 19/08/2020 par user:Nathanaël Latour.

Commentaires

Published

@@ Ligne 1 : / Ligne 1 : @@
 {{Tuto Details
+|Main_Picture=Gonfler_un_ballon_sans_souffler_IMG_20200401_152602.jpg
 |Licences=Attribution (CC-BY)
-|Description=Comprendre comment voient nos deux yeux...
+|Description=Gonfler un ballon sans souffler dedans, c'est possible ? Découvre la magie de la chimie et créé du gaz !
-|Disciplines scientifiques=Optical
+|Disciplines scientifiques=Chemistry
 |Difficulty=Easy
 |Duration=30
 |Duration-type=minute(s)
-|Tags=Optique, Yeux, Cerveau
+|Tags=Ballon, CO2, bicarbonate, vinaigre, chimie
 }}
 {{Introduction}}
+{{TutoVideo
+|VideoType=Mp4
+|mp4video=bica vinaigre 2.mp4
+}}
 {{Materials
 |ItemList={{ItemList
-|Item=Papier
+|Item=Bicarbonate
 }}{{ItemList
-|Item=Crayon
+|Item=Vinaigre blanc
-}}{{ItemList}}{{ItemList}}
+}}{{ItemList
+|Item=Bouteille de verre
+}}{{ItemList
+|Item=Ballon de baudruche
+}}{{ItemList
+|Item=Entonnoir
+}}{{ItemList
+|Item=Cuillère
+}}
 }}
 {{Tuto Step
-|Step_Title=Regarder son doigt avec un œil fermé
+|Step_Title=Préparer le matériel
-|Step_Content=Ferme un œil et balade ton doigt devant jusqu'à ne plus le voir d'un côté et de l'autre.
+|Step_Content=Prépare bien tout ton matériel, aligné devant toi !
+|Step_Picture_00=Gonfler_un_ballon_sans_souffler_IMG_20200401_151634.jpg
-Dessine sur une feuille le champ de vision de cet œil.
-Recommence exactement pareil pour l'autre œil, sans changer de place.
 }}
 {{Tuto Step
-|Step_Title=Un œilpuis l'autre !
+|Step_Title=Préparer l'expérience
-|Step_Content=Tu peux aussi essayer de regarder le paysage  en alternant rapidement un œil fermé puis l'autre.
+|Step_Content=*Verse du vinaigre dans la bouteille (jusqu'à environ 4 ou 5 cm de haut).
+*Verse 2 cuillères à soupe de bicarbonate de sodium à '''l'intérieur du ballon''' de baudruche, à l'aide de l'entonnoir.
+*Enfile l'ouverture ballon sur le goulot de la bouteille. Assure-toi que le ballon tient bien.
+|Step_Picture_00=Gonfler_un_ballon_sans_souffler_IMG_20200401_151717.jpg
+|Step_Picture_01=Gonfler_un_ballon_sans_souffler_bica.jpg
+|Step_Picture_02=Gonfler_un_ballon_sans_souffler_IMG_20200401_152155-2.jpg
 }}
 {{Tuto Step
-|Step_Title=Trou dan la main
+|Step_Title=Réaliser l'expérience
-|Step_Content=Prend le tube en carton dans une main, place le devant un de ts yeux
+|Step_Content=*Soulève le ballon pour faire tomber le bicarbonate dans la bouteille.
+|Step_Picture_00=Gonfler_un_ballon_sans_souffler_IMG_20200401_152602.jpg
-Place ton autre main contre le carton devant ton autre œil.
+}}
+{{Notes
+|Observations=Le contenu de la bouteille mousse, le ballon se gonfle et reste gonflé sur la bouteille.
+|Avertissement=Les quantités de bicarbonate et de vinaigre peuvent jouer sur le gonflement du ballon : plus il y a de bica et vinaigre, plus il y a de gaz qui se créé, plus le ballon gonfle !
-Regarde bien au loin
+Bien tenir le ballon pour ne pas que le gaz s'échappe du goulot
+|Explanations===='''De manière simple'''===
+Lorsque le bicarbonate tombe dans la bouteille, des bulles se forment dans le liquide et le ballon se met à gonfler. Ces bulles sont produites par la réaction chimique entre le vinaigre et le bicarbonate. Cela nous permet de dire qu'un des produits de la réaction chimique entre le vinaigre et le bicarbonate est un gaz, puisqu'il gonfle le ballon.
-Que vois-tu ?
+Grâce au ballon, on capture un gaz invisible produit par une réaction chimique ! Ce gaz est du dioxyde de carbone (du CO<sub>2</sub>) .
+Le vinaigre est un liquide, le bicarbonate est une poudre composée de minuscules grains solides. Lorsque ces deux produits réagissent ensemble (on les appelle des réactifs), ils donnent naissance à un nouveau produit qui lui est un gaz. Ce dernier n'est pas le seul produit issu de la réaction. En effet, lorsqu'on goûte le liquide, il ne pique plus la langue comme le vinaigre mais il a un goût salé !
+Le vinaigre et le bicarbonate se sont aussi transformés en une sorte de sel qui est dissous dans le liquide. Ce sel et le gaz sont les produits de la réaction.
+|Deepen=Nous avons affaire à une réaction acido-basique. Ici le vinaigre, qui contient de l'acide éthanoïque (ou acide acétique), joue le rôle de l'acide et le bicarbonate de soude, aussi appelé hydrogénocarbonate de sodium, celui de la base.
-<br />
+En solution, ce dernier se dissout en formant deux ions différents : les ions sodium et hydrogénocarbonate.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Vise la croix
-|Step_Content=Prends un crayon dans ta main.
-Ferme un œil
+NaHCO<sub>3</sub> --> Na<sup>+</sup> + HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>
-Demande à quelqu'un de dessiner une petite croix sur un papier
+Ce sont ces derniers qui vont réagir avec le vinaigre pour former de l'eau et du dioxyde de carbone selon la réaction suivante :
-En gardant ton œil fermé, vise rapidement la croix avec la pointe de ton crayon
+CH<sub>3</sub>COOH = CH<sub>3</sub>COO<sup>-</sup> + H<sup>+</sup>
-}}
-{{Notes
-|Observations=Étape 1 : Chaque œil ne voit qu'une partie du paysage. On observe qu'une partie du champ de vision est commune aux deux yeux.
-Étape 2 : On peut observer un décalage des images.
+HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> + H<sup>+</sup> = CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O
-Étape 3 : On voit un trou dans la main.
+______________________________________________________________________
-Étape 4 : Raté ! Très souvent on tape à côté de la croix.
+CH<sub>3</sub>COOH + HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> --> CH<sub>3</sub>COO<sup>-</sup> + CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O
-|Explanations=Étape 1 : Nos yeux sont placés de chaque côté de notre nez, donc légèrement décalés l'un par rapport à l'autre. Chaque œil voit une partie différente du paysage dont une partie commune, c'est ce qui permet au cerveau de reconstituer le paysage complet, plus large.
-Étape 2 : Cette expérience permet de bien voir le décalage des images perçues par nos deux yeux, on a l'impression que l'image "saute" de droite à gauche.
+On obtient alors une eau au goût salé en raison de la présence en début de réaction des ions sodium. En effet, lorsque l'on dissout du sel (chlorure de sodium) dans de l'eau, on obtient bien ces ions sodium responsables du goût salé (et des ions chlorure).
+Le dioxyde de carbone, quant à lui, ne peut pas se dissoudre dans l'eau. Il remonte donc à la surface du liquide sous forme de bulles, avec la poussée d'Archimède.
-Étape 3 : Les yeux ne voient pas la même chose, l'un voit à l’intérieur du rouleau et l'autre voit la main ouverte. Les yeux nous permettent de voir, mais c’est le cerveau qui « compose» les images.
+En effet, ce gaz est non polaire tout comme peut l'être l'huile. En revanche, l'eau est une molécule polaire : sa configuration provoque l'apparition de "pôles" négatifs et positifs (voir schéma un peu plus bas).
-Le cerveau associe les deux images vues par les deux yeux pour n’en donner qu’une seule. Les deux images vues par les yeux étant très différentes l’une de l’autre le cerveau est trompé et nous donne une fausse interprétation de ce que nous voyons.
+On peut facilement se rendre compte que les molécules non polaires et polaires s'associent en général très difficilement (exemple : eau + huile = eau + huile). Pour expliquer cela, il faut observer ces molécules d'un peu plus près...
+Pour commencer prenons l'eau (H<sub>2</sub>O) sous forme liquide :{{#annotatedImageLight:Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - Eau polaire.jpg|0=407px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/d/dc/Gonfler_un_ballon_sans_souffler_-_Eau_polaire.jpg|href=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - Eau polaire.jpg|resource=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - Eau polaire.jpg|caption=Eau polaire|size=407px}}Puis du sel (NaCl) :{{#annotatedImageLight:Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CristalNaCl.jpg|0=552px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/9/9e/Gonfler_un_ballon_sans_souffler_-_CristalNaCl.jpg|href=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CristalNaCl.jpg|resource=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CristalNaCl.jpg|caption=Sel|size=552px}}Puis du dioxyde de carbone (C0<sub>2</sub>) :{{#annotatedImageLight:Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CO2 Non polaire.jpg|0=435px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/a/a0/Gonfler_un_ballon_sans_souffler_-_CO2_Non_polaire.jpg|href=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CO2 Non polaire.jpg|resource=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CO2 Non polaire.jpg|caption=CO2 Non Polaire|size=435px}}Remarque : ''La polarité de ces molécules est due à leur forme. Lorsque tous les atomes sont alignés, il n’existe pas de moment dipolaire entre eux. Au contraire, lorsqu’ils sont configurés différemment, les différentes charges ne sont plus alignées et il y a création d’un moment dipolaire et donc de « pôles ».''
-Étape 4 : L'association par notre cerveau de deux images légèrement décalées permet d'avoir une représentation de notre environnement  en trois dimensions, on peut avoir une notion de profondeur de champs (quel objet est devant l'autre). Avec un seul œil, on voit comme "à plat", en deux dimensions seulement. C'est pour cela qu'avec un seul œil ouvert, on a du mal à bien viser un point précis.
+Et faisons des "mélanges" :
+Dans un premier temps, on mélange l'eau avec le sel. Les molécules d'eau s'associent aux molécules de sel par "pôles" préférentiels (+ avec - et - avec +). Elles entourent ces molécules pour former une sorte de barrière où seules les molécules d'eau peuvent s'attacher. La forme cristalline du sel disparaît alors pour former les ions Na+ et Cl-. On parle de l'hydratation du sel.
-Nous ne voyons pas double bien que nous ayons deux yeux, parce qu'un système dans notre cerveau récupère les deux images légèrement différentes des yeux et en fait une superposition pour ne former qu'une seule et unique image. Cette image sera parfaite si l'on reçoit bien toutes les informations des yeux, puisqu'on a vu la complémentarité nécessaire pour capter le relief par exemple.
+Dans un second temps, on mélange le CO<sub>2</sub> avec un liquide acide. Les molécules d'eau ne peuvent s'associer aux molécules de dioxyde de carbone car ces dernières ne possèdent pas de "pôles". Elles ne peuvent donc pas hydrater le dioxyde carbone et celui-ci reste sous forme de gaz.
-|Applications=Les arcs-en-ciel ainsi que les mirages sont des formes d'illusions d'optique que l'on peut observer dans la nature.
+<br />
+|Objectives=Comprendre la création d'un gaz, les réactions chimiques entre deux éléments, la polarité des molécules.
 }}
 {{Tuto Status
-|Complete=Draft
+|Complete=Published
 }}