Différences entre les pages « Encre qui apparaît et disparaît » et « Marteau en règle ! »

Version du 19 mars 2020 à 18:56

Le sable peut être source d'innovation non?

Auteur Hayat | Dernière modification 2/04/2020 par Hayat

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Difficulté

Expert

Durée

2-3 heure(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre, Science de la vie, Science de la matière, Physique

Le sable peut être source d'innovation non?

Difficulté

Expert

Durée

2-3 heure(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre, Science de la vie, Science de la matière, Physique

Licence : Attribution (CC-BY)

Matériel et outils

Étape 1 -

Pour créer la base de mesure de l'angle :

Il faut découper un cercle de diamètre 19 cm sur la feuille de carton, puis couper ce cercle en deux et en garder la moitié. Sur la feuille de papier A4 en format paysage, tracer une ligne horizontale de 19 cm avec le feutre noir à environ un tiers du bas de la feuille. Tracer ensuite avec le feutre les différents angles (compris entre 20° et 50°) en partant de chaque extrémité de la ligne, comme indiqué sur le schéma ci-dessous.

Dans le carton, découper un rectangle de la même largeur que le petit côté du pavé et de longueur 20 cm. Coller la feuille de mesure des angles sur la moitié de ce rectangle, comme pour faire une sorte de panneau. Clouer le demi-cercle sur une des surfaces carrées du pavé, puis clouer l'ensemble feuille rectangle sur une des surfaces rectangulaires du pavé, pour faire en sorte que le diamètre du demi-cercle se retrouve contre la ligne tracée sur la feuille A4 (cf. vidéo).

Pour mesurer l'angle de chute :

Jeter du sable sur le demi cercle et regarder l'angle maximal du tas obtenu.

Pour créer des formes :

Jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface carrée du pavé pour obtenir une pyramide carrée.
Jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface rectangulaire du pavé pour obtenir une pyramide à base rectangulaire.
Jeter rapidement beaucoup de sable sur le prisme triangulaire pour obtenir un tétraèdre.
Jeter rapidement beaucoup de sable sur le cylindre plein pour obtenir un cône.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

On constate que l'angle de chute du sable est compris entre 30° et 40°. Cela est valable pour toutes les formes obtenues.

Explications

Une des propriétés du sable est qu'il forme naturellement des pentes stables jusqu'à environ 40°. Au-delà de cet angle, il s'écoule par avalanches successives pour retrouver cette pente stable. Ce qui explique les pentes mesurées lors de l'expérience.

Plus d'explications

Pour obtenir un château de sable, il faut mouiller le sable afin de modifier ses propriétés physiques et ainsi empêcher un écoulement du sable. Plus précisément, l'humidité est essentielle car elle permet la cohésion des grains de sable entre eux.

Dernière modification 2/04/2020 par user:Hayat.

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Draft

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-|Description=Faire disparaître et réapparaître de l'encre dans de l'eau
+|Description=Le sable peut être source d'innovation non?
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-|Step_Content=Ajoutes maintenant un peu de vinaigre dans le bocal, que remarques tu ?
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-|Step_Title=Faire re-disparaître l'encre
+|Step_Content=# Pour créer la base de mesure de l'angle :
-|Step_Content=Mélange  maintenant du bicarbonate de soude dans le bocal !
-Qu'observes tu ?
+Il faut découper un cercle de diamètre 19 cm sur la feuille de carton, puis couper ce cercle en deux et en garder la moitié. Sur la feuille de papier A4 en format paysage, tracer une ligne horizontale de 19 cm avec le feutre noir à environ un tiers du bas de la feuille. Tracer ensuite avec le feutre les différents angles (compris entre 20° et 50°) en partant de chaque extrémité de la ligne, comme indiqué sur le schéma ci-dessous.
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-}}
-{{Notes
-|Observations=•   Sous l'effet de l'eau chaude, on obtient un liquide transparent, l'encre n'est plus visible.
-•   Quand on ajoute du vinaigre au mélange, la couleur de l'encre apparaît.
+Dans le carton, découper un rectangle de la même largeur que le petit côté du pavé et de longueur 20 cm. Coller la feuille de mesure des angles sur la moitié de ce rectangle, comme pour faire une sorte de panneau. Clouer le demi-cercle sur une des surfaces carrées du pavé, puis clouer l'ensemble feuille rectangle sur une des surfaces rectangulaires du pavé, pour faire en sorte que le diamètre du demi-cercle se retrouve contre la ligne tracée sur la feuille A4 (cf. vidéo).
-•   Si l'on ajoute du bicarbonate, la couleur disparaît à nouveau.
+# Pour mesurer l'angle de chute :
-|Explanations=On appelle pigments les éléments qui donnent leurs couleurs à des produits comme l'encre. Dans cette expérience, en ajoutant de l'eau chaude, on a transformé le pigment bleu de l'encre, en le rendant incolore.
-Ce pigment change de couleur selon l'acidité : quand on ajoute un produit acide comme le [http://www.wikidebrouillard.org/index.php/Vinaigre vinaigre], le mélange devient acide, et le pigment redevient bleu. En ajoutant du bicarbonate, qui est basique (le contraire d'acide en chimie), le mélange fini lui aussi par devenir basique et le pigment redevient donc incolore.
+Jeter du sable sur le demi cercle et regarder l'angle maximal du tas obtenu.
-|Deepen=La molécule du pigment qui colore l'encre a été modifiée par l'eau chaude, le mélange est alors devenu incolore grâce à la forme basique de l’eau. L’eau est ampholyte, c’est à dire qu’elle se comporte en acide en présence de base, et en base en présence d’acide. Ici, le pigment de l’encre est un acide, donc l’eau adopte un comportement basique et fait disparaître la couleur bleue en modifiant la molécule du pigment.
-L’eau chaude accélère la réaction. Sans chaleur, la réaction serait beaucoup plus longue. Ici, la chaleur est donc un catalyseur.
+# Pour créer des formes :
-Dans cette expérience, les molécules modifiées sont sensibles au pH (autrement dit à l'acidité du milieu). Quand on ajoute le vinaigre qui est un acide, la solution devient acide, et les molécules subissent une nouvelle transformation : elles reprennent leur état d’origine et le mélange est à nouveau bleu.
+* Jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface carrée du pavé pour obtenir une pyramide carrée.
+* Jeter rapidement beaucoup de sable sur la surface rectangulaire du pavé pour obtenir une pyramide à base rectangulaire.
+* Jeter rapidement beaucoup de sable sur le prisme triangulaire pour obtenir un tétraèdre.
+* Jeter rapidement beaucoup de sable sur le cylindre plein pour obtenir un cône.
-Quand on ajoute du bicarbonate de sodium, il réagit avec le mélange. L’introduction d’une base (le bicarbonate), permet à l’encre de re-disparaître, car on neutralise l’acidité du vinaigre et on obtient une solution basique permettant la disparition de l’encre.
+<br />
+}}
-Si on ajoute encore du vinaigre, il va se trouver en plus grande quantité que le bicarbonate de sodium (il n'y a plus assez de bicarbonate de sodium pour "occuper" tout le vinaigre). Le vinaigre va donc une fois de plus réagir avec la molécule modifiée, qui retrouvera son état d'origine pour colorer le mélange en bleu.
+{{Notes
-|Applications=La composition des encres bleues effaçables est souvent secrète, et diffère selon les marques. Leur couleur bleue est obtenue avec des dérivés d'aniline, notamment le bleu d'aniline.
+|Observations=On constate que l'angle de chute du sable est compris entre 30° et 40°. Cela est valable pour toutes les formes obtenues.
+|Explanations=Une des propriétés du sable est qu'il forme naturellement des pentes stables jusqu'à environ 40°. Au-delà de cet angle, il s'écoule par avalanches successives pour retrouver cette pente stable. Ce qui explique les pentes mesurées lors de l'expérience.
-Les effaceurs vendus dans le commercent contiennent du bisulfite de sodium, qui réagit avec le bleu d'aniline en formant un produit incolore. Il s'agit d'une réaction d'oxydo-réduction.
+|Deepen=Pour obtenir un château de sable, il faut mouiller le sable afin de modifier ses propriétés physiques et ainsi empêcher un écoulement du sable. Plus précisément, l'humidité est essentielle car elle permet la cohésion des grains de sable entre eux.
-Chacun d'entre nous possède une multitude de produits pour des utilisations différentes. Avant de les utiliser ou de les mélanger, il est important de connaître leur composition et les réactions qu'ils peuvent créer.
-Le vinaigre fait figure de bon exemple, c'est un produit polyvalent (ménage, cuisine,...). Il peut servir à enlever différentes taches mais il doit être utilisé à bon escient car il fait blanchir certaines surfaces comme le granit.
-|Objectives=–   Comprendre l'impact d'un produit sur les molécules
-–   Constater la réaction entre les molécules
-–   Illustrer les réactions acides-bases et montrer qu'elles sont réversibles.
-|Animation=Cette expérience peut être menée dans la cadre d'une animation autour de la police scientifique ou de la chimie (réactions moléculaires). Elle permet d'approfondir et d'illustrer les notions de solutions neutres, acides et basiques. A chaque étape de l'expérience, on observe un changement de couleur qui témoigne de la réaction en cours et de l'acidité du mélange.
-L'animateur peut envisager plusieurs scénarios, selon la thématique qu'il souhaite aborder :
-–   Animation police scientifique et ses techniques :
-L'animateur peut présenter cette expérience pour introduire sa séance. Il pourra poursuivre avec l'expérience de l'encre sympathique où les participants pourront faire apparaître un message invisible.
-–   Animation autour de la Chimie :
-L'animateur peut présenter les réactions acido-basiques en proposant cette expérience. Il pourra approfondir ce thème avec l'expérience « Tests d'acidité au chou rouge» où le chou rouge est utilisé comme indicateur colorimétrique de pH.
-|Notes=Un article très détaillé sur les réactions et produits en jeu dans cette expérience est disponible ici : http://atchimiebiologie.free.fr/effaceur/effaceur.html
-Vidéo de l'expérience Couleurs qui changent menée par les animateurs des petits débrouillards sur la chaine Youtube ''Jus de citron'' :
-https://www.youtube.com/watch?v=cYDrdExxAoQ&index=1&list=PLh-wFno1NyFxivBpvZvyaSwoFYvksYP3n
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