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Version du 19 mars 2020 à 19:00
Faire disparaître et réapparaître de l'encre dans de l'eau
Difficulté
Facile
Durée
20 minute(s)
Disciplines scientifiques
Chimie
- Matériel et outils
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Encre 
L'encre est un liquide fortement teinté qui sert à marquer le support, papier, textile. Les encres sont utilisées pour l'écriture, le dessin, l'impression ou la décoration.
Les encres peuvent être constituées de colorants dissous qui imprègnent ou mordent le support, comme les teintures, ou de dispersions de pigments dans un liant, comme les peintures.
L'encre est généralement conditionnée en cartouches, flacons, bouteilles ou bidons pour son transport. Certains de ces flacons peuvent servir d’encrier. Elle était autrefois, et encore aujourd'hui plus rarement, distribuée sous forme sèche, de pastilles à diluer dans l'eau ou de « bâton ». Bocal 
Généralement en verre, le bocal peut être selon l’usage et l’époque ; en faïence, en grès ou en céramique. Parmi les avantages du verre, on peut noter la transparence permettant de voir son contenu et la possibilité de facilement désinfecter en chauffant à haute température.
Le couvercle de bocaux servant aux conserves comporte un joint de caoutchouc (généralement orange, voir photo ci-dessous). Il est relié au pot par un dispositif mécanique qui permet de le plaquer fermement sur l'orifice pour assurer l’étanchéité de la fermeture.
Vinaigre blanc 
Le vinaigre d'alcool ou vinaigre blanc peut être obtenu à partir d'un alcool de betteraves.
Le vinaigre blanc est un mélange d'eau et d'acide acétique à hauteur de 6 à 8%. L'acide acétique est obtenu par fermentation d'alcool de betterave ou de maïs.
Bicarbonate 
Le bicarbonate de sodium est un produit qui sert à tout !
Désodoriser le frigo, se laver les dents, favoriser la digestion, laver les surface salles... Et surtout, c'est le chouchou des expériences de wikidébrouillard !
Il est parfois appelé bicarbonate de soude mais il ne faut surtout pas le confondre avec la soude qui est très corrosive et peut être très dangereuse. Bouilloire 
La bouilloire est un ustensile de cuisine utilisé pour porter un liquide à ébullition. Elle est généralement utilisée pour la préparation du thé. Il existe deux principaux types de bouilloires : les bouilloires en métal que l'on chauffe de façon externe et les bouilloires électriques, disposant d'un chauffage intégré.
Cuillère à café 
Cuillère à café
Étape 1 - Réunir le matériel
Étape 2 - Rendre l'encre invisible
Perce la cartouche d'encre effaçable et vide la dans un bocal d'eau chaude, remues à l'aide de la petite cuillère, Que se passe-t-il ?
Étape 3 - Faire réapparaitre l'encre !
Ajoutes maintenant un peu de vinaigre dans le bocal, que remarques tu ?
Étape 4 - Faire re-disparaître l'encre
Mélange maintenant du bicarbonate de soude dans le bocal !
Qu'observes tu ?
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
• 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.
• Si l'on ajoute du bicarbonate, la couleur disparaît à nouveau.
Explications
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 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.
Plus d'explications
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.
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.
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.
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.
Applications : dans la vie de tous les jours
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.
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.
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.
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
– 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.
Pistes pour animer l'expérience
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.
Sources et ressources
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
Dernière modification 21/09/2023 par user:Geneviève.
Published