Archive for the 'expériences' Category

Jan 03 2012

Les animations d’@t Home

Il y a de nombreuses années, le web pédagogique francophone, et spécialement en chimie, était encore balbutiant. A cette époque, j’avais réalisé un petit site @t Home pour partager mes trouvailles, mes expériences, et quelques petites réalisations (animations) artisanales.

Tenir un tel site, l’alimenter, le mettre à jour demandant beaucoup de temps et désirant tenter une autre approche j’avais réalisé ce blog (un CMS comme WordPress permet de limiter le temps de maintenance).

Et puis … la lassitude. Un travail important et pas/peu de retour, un partage assez univoque. D’autres centres d’intérêt, une fin de carrière professionnelle imminente …

Et toujours des demandes de téléchargement pour mes animations Flash. J’ai donc rassemblé ces animations sur cette page. Téléchargez-les … et laissez-moi un petit commentaire. Merci.

Et n’oubliez pas le petit commentaire 😉

14 responses so far

Mar 10 2009

[labo] expériences amusantes et spectaculaires …

Published by under expériences,laboratoire

Bien que cela ne soit pas une fin en soi, la réalisation d’une « belle » expérience (lumière, couleurs et plus …) ne peut qu’apporter un plus à un cours qui peut parfois lasser le public peu passionné par les sciences. Cela n’est pas toujours aisé car il faut avoir les produits adéquats, réunir les conditions de sécurité nécessaires, … Evidemment, il nous reste la vidéo mais rien ne vaut le live …

Dans quelques articles, je montre,vidéo à l’appui, des expériences faciles à réaliser et peu dangereuses quoique spetaculaires (la paille de fer qui s’emflamme, la mousse qui gonfle, la canette qui implose, …). D’autres expériences sont visibles sur les sites comme Youtube ou Dailymotion mais,généralement, l’aspect sécurité est omis (et le danger est souvent réel pour le chimiste non-averti) et les conditions expérimentales peu ou pas documentées.

Sur le site Whynotchemeng, on peut découvrir un top ten d’expériences chimiques et physiques réalisables dans des conditions optimales (si on respecte les règles de sécurité). Ces expériences sont présentées par une vidéo (voir ci-dessous) et une fiche descriptive assez détaillée. Il faut noter que sur ce site, l’enseignant peut trouver d’autres ressources extrêmement utiles.

No responses yet

Fév 03 2009

[labo] Température de fusion du cyclohexane …

Published by under expériences,la matière

cyclohexane.gif Cette manipulation (classique) est assez simple et aisée à mettre en oeuvre au labo à condition d’avoir … du cyclohexane, des glaçons et un thermomètre. Voici ce que cela peut donner …

(L’animation ci-contre a été réalisée en deux ou trois clics avec Chemsketch)

Le cyclohexane :
. Formule: C6H12;
. Mr=84,16
. Apparence : Liquide incolore;
. Point de fusion : 7°C;
. Température d’ébullition :81°C;
. Masse volumique : 0,78 kg.L-1.


Mode opératoire


sol-cyclo.png

  • réaliser un mélange réfrigérant (mélanger 3/4 glace pilée + 1/4 sel. Avec un tel mélange une température de -12°C peut être atteinte) et l’introduire dans un bécher de 250mL;
  • introduire dans un tube à essais quelques mL de cyclohexane liquide et y plonger un thermomètre fixé à un bouchon;
  • placer le tube à essais dans le bécher (t=0) et suivre l’évolution de l’abaissement de température (T°)=f(t)) jusqu’à l’obtention d’un solide;
  • enlever le tube à essais et continuer la prise de température au cours du réchauffement;
  • présenter les résultats dans un graphique, remarquer la présence de deux paliers (solidification et fusion) ;
  • relever la température correspondant aux deux paliers et conclure : Quelle est la température de fusion du cyclohexane ?

Un exemple de résultats

fus-cyclo-s.jpg

Quelques références :

Sécurité :
Facilement inflammable.
Irritant pour la peau.
Nocif: peut provoquer une atteinte des poumons en cas d’ingestion. L’inhalation de vapeurs peut provoquer somnolence et vertiges.

3 responses so far

Nov 19 2008

[labo] Détermination du contenu énergétique d’un fruit sec

Published by under expériences,thermodynamique

calori-nut.jpgPour vivre un organisme a besoin d’énergie. Le métabolisme représente la dépense énergétique pour assurer une série de fonctions telles que le maintien des activités vitales, la thermorégulation, le travail musculaire, etc ..

La source d’énergie, c’est l’alimentation. Glucides, lipides et protides apportent des composés organiques qui vont être brûlés par l’organisme.

Evidemment le rôle des aliments ne se limite pas à cet aspect énergétique. Pensons aux besoins en vitamines, oligo-éléments, …

Ce laboratoire va s’attacher à voir comment on peut déterminer le contenu énergétique d’un aliment (à titre d’exemple, une noisette fraîche). Schématiquement il suffit de brûler cet aliment et de « recueillir » et mesurer l’énergie dégagée sous forme de chaleur. C’est de la CALORIMETRIE.

Comment mesurer cette chaleur dégagée ? On va utiliser cette énergie pour chauffer une masse d’eau connue. En admettant qu’il n’y pas de pertes (ce qui n’est pas le cas, mais nous verrons dans le mode opératoire qu’il y a moyen de les évaluer) et sachant que par définition 1 calorie c’est la quantité de chaleur pour élever d’un degré un gramme d’eau, il suffira de mesurer l’échauffement ΔT=(Tf-Ti) de la masse meau de l’eau et de calculer l’énergie nécessaire pour produire cet échauffement.

Attention aux confusions dans les unités : en diététique le terme calorie représente en fait 1000 calories (1 kcal) « physiques ». Actuellement on utilise le kilojoule kJ (4,2 kJ = 1 kcal).


Calori-nut par cesuchimie

[spoiler /Cliquez pour voir le mode opératoire/ /Cliquez pour cacher le mode opératoire/ ]

Mode opératoire


L’ensemble du processus décrit ci-dessous sera effectué pour

  • Un fruit sec dont on connaît la valeur énergétique. On peut déterminer ainsi le pourcentage de pertes ;
  • Un fruit sec de valeur énergétique « inconnue ». Dans le calcul final on tient compte du pourcentage de pertes et on compare éventuellement avec la valeur « réelle » (étiquette). On pourra aussi vérifier l’intérêt de l’étalonnage

Partie expérimentale :

calori-nut1.gif

  • Peser exactement une noix, noisette, amande … mfruit
  • Peser exactement une boîte de soda sèche
  • Remplir d’eau à moitié (150-200g) la boîte de soda. Peser. Par différence entre masse de la boîte remplie d’eau et celle de la boîte sèche on aura la masse d’eau meau.
  • Suspendre la boîte à un fil par la languette d’ouverture
  • Réaliser le montage ci-contre (espace entre la noisette et la boîte : 3-4 cm).
  • Prendre la température initiale T°i de l’eau (attendre que cette température soit stable)
  • Enflammer le fruit sec à l’aide d’une allumette.
  • Attendre que le fruit sec soit totalement brûlé en agitant l’eau de temps en temps avec le thermomètre.
  • Prendre la température finale T°fde l’eau.
  • Répéter plusieurs fois cette expérience.

Partie calculs :

  • On utilise la formule Q=meau.ceau.ΔT avec ceau = 4,184 J.(°C.g)-1.
  • On évalue la valeur énergétique pour 100g de fruit sec brûlé ;
  • On évalue le pourcentage de pertes en comparant la valeur expérimentale à la valeur « réelle » ;
  • On procède de même pour le fruit sec « inconnu ». En utilisant le pourcentage de pertes déterminé ci-dessus on peut évaluer la valeur « réelle » de ce fruit sec.

Etant donné que l’énergie nécessaire pour élever 1g d’eau de 1°C est de 4,2 joules, la formule suivante nous permettra d’évaluer le contenu énergétique du fruit (en kJ/g)

Partie communication : Réaliser un rapport présentant l’expérience, les mesures effectuées et les résultats obtenus.
[/spoiler]

[spoiler /Cliquez pour télécharger le mode opératoire/ /Cliquez pour cacher le mode opératoire/ ]
Contenu énergétique d’un fruit sec (calorimétrie)

Get your own at Scribd or explore others: Education Teaching tournai enthalpie

[/spoiler]



Quelques documents, pages web intéressants

Attention, une manipulation de laboratoire ne peut se faire qu’en connaissance complète des risques encourus et des précautions à prendre.

3 responses so far

Nov 04 2008

[humeurs] La pile citron … surprise

J’ai déjà parlé à plusieurs reprises de la pile citron. Même si son explication n’est pas simple, sa réalisation est souvent appréciée par les élèves …

Ayant demandé de réaliser une pile « maison » originale quelle ne fut pas ma surprise de voir celle-ci … originale à coup sûr. Et oui, l’imagination n’est pas toujours là où on l’attend. L’essentiel est qu’elle puisse s’exprimer.


La pile E.T. par cesuchimie

No responses yet

Oct 26 2008

[maj] La pile citron … en kit

pile-citron-drole.jpgUn classique de labo … peu gourmand en matériel, amusant (oui, il faut veiller à cet aspect des choses) est la réalisation de la pile citron (ou de toute autre pile « maison ») dont j’ai déjà parlé dans un précédent billet..

On propose un challenge, on se donne quelques jours de préparation (chercher, tester à domicile) et les élèves doivent venir présenter leur dispositif en classe/labo … comparaison (argumentée) des dispositifs, de leur performance, de leur originalité et la pile nous devient plus familière. De plus, cela permet de raviver, au cours de chimie, des notions de physique (La loi d’Ohm … ça vous dit quelque chose ?).

Pour celui qui n’aurait pas le temps de récolter le matériel, j’ai trouvé (évidemment cher lecteur du Canada ou du Maroc ou de … ce billet ne vous sera peut-être d’aucune utilité) une chaîne de magasins appelée Nature et Découvertes (loin de moi l’idée de faire de la publicité mais c’est un tuyau que je vous livre et vous évite peut-être des recherches inutiles) qui propose un kit « Drôles de piles » contenant tout ce dont on a besoin. Le coût est d’un peu moins de 15 euros (oui … avec du matériel de récupération … une carte musicale disséquée, des pièces de monnaie en cuivre, … cela revient moins cher).

Bon amusement.

PS : Ce challenge, je viens de le proposer à mes élèves. Que vont-ils me concocter ? Mystère et réponse bientôt (au retour de ces vacances d’automne)

pile-citron-nat-et-dec.jpg

One response so far

Oct 17 2008

[labo] L’expérience de Franklin

Published by under expériences,la matière

franklin-10-08.jpgVous connaissez l’expérience dite de Franklin ? C’était en 1762, Benjamin Franklin (faites un petit passage sur Google pour connaître un peu plus de la vie assez riche de ce Monsieur) était en Angleterre et à la suite de je ne sais quelles circonstances il s’étonna de l’importance de la superficie occupée par une petite quantité d’huile répandue à la surface d’un étang … Il faut rappeler qu’à cette époque la notion de molécules n’était pas encore connue alors, de là, à en évaluer la longueur …

[spoiler /un petit texte de Pierre-Gilles de Gennes/ /cacher le texte/ ]

Heureusement, Benjamin Franklin a, il y a deux cents ans, apporté une solution plus simple. Nous avons tous entendu parler de Franklin, au moins comme l’inventeur du paratonnerre. Il fut aussi l’ambassadeur des jeunes États-Unis en France sous Louis XVI. C’était un homme de grande culture et de grande passion. Il s’intéressa à toutes les expériences que l’on faisait alors dans les  » cabinets de physique  » de ce siècle des Lumières, et notamment aux effets de l’huile sur l’eau. Depuis les Grecs, on sait qu’un film d’huile, répandu sur la mer, tend à calmer les vagues. Franklin va au bord d’un étang (à Clapham près de Londres) et verse, doucement, une cuillerée d’huile d’olive sur l’étang (les molécules d’huile sont assez semblables à celles que j’ai décrites). L’huile s’étale, mais l’aspect optique de la surface ne change pas (car le film déposé est très mince par rapport à la longueur d’onde de la lumière). Franklin arrive tout de même à reconnaître les régions qui sont recouvertes: en l’absence d’huile, la brise créait des vaguelettes sur l’étang; en présence d’huile, on ne voit plus de rides, la surface est lisse (illustration vidéo ici). La peau de l’eau est devenue rigide ! Grâce à ce test, Franklin peut estimer assez bien la surface du film d’huile. Elle est énorme: de l’ordre de 100 m2.

Cette expérience porte en elle-même un résultat considérable – qui ne sera pas exploité par Franklin, mais seulement cent ans plus tard par Lord Rayleigh. Si l’on divise le volume d’huile par la surface d’étale ment, on trouve la hauteur du film – qui s’avère être de l’ordre du nanomètre: cette hauteur, c’est (en gros) la taille des molécules d’huile. Voilà l’expérience simple à laquelle nos étudiants doivent penser en premier ! Et tout l’art de cette expérience, c’est le don d’observation, I’astuce pour identifier les régions couvertes. Cet exemple me paraît très important. C’est ce que j’appelle  » l’esprit Franklin  » d’une expérience. Évidemment, je ne dis pas que le rayonnement X du synchrotron ou le faisceau de neutrons des réacteurs soient inutiles. Ils sont souvent indispensables. J’ai moi-même utilisé bien des résultats acquis avec des neutrons ! Mais il ne faut pas oublier l’esprit Franklin… (à lire ici)

[/spoiler]

Toujours est-il que cette anecdote a donné naissance à une expérience bien sympathique … l’évaluation de la longueur de la molécule d’acide oléique. Sachant que l’huile (dont les molécules possèdent une « tête » hydrophile et une queue « hydrophobe ») se dispose en une fine couche monomoléculaire à la surface de l’eau, on tente d’évaluer la « hauteur » de cette tache de forme cylindrique connaissant le volume d’huile et le rayon de la tache.

Les recettes sur le net sont multiples. Voici la mienne. [spoiler /Cliquez pour voir ma recette/ /Cliquez pour cacher le mode opératoire/ ]

  • on commence par étalonner un compte-goutte (compter le nombre de gouttes nécessaire pour obtenir 3mL …) ;
  • une goutte d’huile pure nécessiterait une surface d’eau très importante. On va donc dissoudre l’huile dans un solvant volatil qui s’évaporera (solution 1/1500 en volume). Dans une éprouvette graduée on introduit de l’hexane (ou de l’acétone, de l’éther, …) par petites portions (l’équivalent d’un volume de 1499 gouttes) et une goutte d’acide oléique. On veille à ce que le mélange soit bien homogène ;
  • à la surface d’une bassine d’eau on saupoudre une très fine couche de poussière de craie (très peu, juste pour visualiser la tache d’huile);
  • On laisse tomber une goutte d’acide oléique au centre de la bassine. L’acide oléique repousse la craie. Le solvant s’évapore. Laissant à la surface une fine tache circulaire. On en mesure le rayon R ;
  • et pour finir, un petit calcul … extraire L de la formule Vgoutte/1500=π×R2×L (attention aux unités …).

[/spoiler]

Soit schématiquement (cliquez ici pour télécharger le schéma au format modifiable ChemSketch … qui peut ensuite être inséré dans MS-Word …)

franklin.gif

Voici, en vidéo (prise le 29/09/2008) la formation de la tache …


Expérience de Franklin par cesuchimie

2 responses so far

Sep 16 2008

[labo] dosage du sucre dans le Red Bull

Published by under expériences,laboratoire

print.gifBien qu’autorisé depuis peu en France, le Red Bull, boisson sensée vous donner des ailes, est commercialisé depuis quelques années dans d’autres pays européens (dont la Belgique).

redbull-09-08.jpgVisant un public jeune, sa consommation suscite une certaine polémique ou du moins une interrogation légitime.

L’abus d’une boisson surdosée en caféine + sucre + taurine + vitamines + … pose effectivement problème. Le but de ce billet n’est pas de répondre à la polémique mais de vous proposer une manipulation simple (le dosage du sucre) prétexte éventuel à une discussion constructive … Vous trouverez matières à réflexion/discussion dans les 3 articles publiés sur le site www.lanutrition.fr .
[spoiler /montrer les références/ /cacher les références/]

[/spoiler]

Nous allons doser le sucre (seul composant « accessible » à notre analyse dans un labo scolaire très moyennement équipé 😕 ) présent dans cette boisson (il existe aussi du red bull Light).
[spoiler /montrer la composition (canette de 250mL)/ /cacher la composition/ ]

Eau gazéifiée
Sucre (saccharose, glucose) 27g
Taurine 1000mg
Glucuronolactone 600mg
Caféine 80 mg
Vitamines
◊ Niacine : 20mg
◊ Acide pantothénique : 5mg
◊ Vitamine B6 : 5mg
◊ Vitamine B2 : 1,5mg
◊ Vitamine B12 : 0,005mg

[/spoiler]

En assimilant la boisson à une solution sucrée dont la masse volumique est proportionnelle à la concentration en sucre (glucose ou saccharose ont sensiblement le même impact), nous allons dans un premier temps réaliser une courbe d’étalonnage à partir de solutions de référence puis, dans un deuxième temps, utiliser cette courbe d’étalonnage pour nos échantillons inconnus).

dosage du sucre dans le Red BullUpload a Document to Scribd
Read this document on Scribd: dosage du sucre dans le Red Bull

télécharger le mode opératoire détaillé au format pdf

(expérimentalement, cette manipulation, est identique au dosage du sucre dans une boisson au cola proposée précédemment .

3 responses so far

Sep 07 2008

[labo] chimie amusante … la canette qui implose

Published by under expériences,la matière

Dans la suite du billet précédent, je vous propose une petite expérience qui pourrait illustrer un cours sur les gaz, leur volume et leur relation avec la température.


la canette chaude par cesuchimie

2 responses so far

Août 27 2008

[labo] chimie amusante … quand la mousse monte …

Published by under expériences

Dernière mise à jour : Le 10/03/2009

mousse-h2o2-ki-08-08.jpg
La rentrée approche et j’aime reprendre contact avec mes élèves anciens et nouveaux avec quelques manipulations amusantes, surprenantes, … On commence par capter l’attention et on poursuit par un « et à votre avis pourquoi ? ». La discussion commence … ainsi que le cours.

Pour commencer, « quand la mousse monte … ». J’ai trouvé cette manipulation sur ce site, je l’ai testée et vous la propose. La réalisation est simple.

Dans un bécher de 500mL on introduit
⇒ 10mL d’eau oxygénée à 30%;
⇒ un colorant (pour la vidéo j’ai utilisé de la fluorescéine. J’ai testé aussi le bleu patenté V … et ce n’était pas terrible. Le colorant doit pouvoir résister au caractère redox de l’eau oxygénée);
⇒ 5 gouttes (approximativement) d’un détergent vaisselle;
⇒ et finalement 3mL d’une solution saturée de KI (solubilité dans l’eau à 6° : 128g/100mL).

Et voila le résultat


ça va mousser … par cesuchimie


Avez-vous une explication ?

(Maj. 10/03/2009) Sur le site Whynotchemeng, vous pouvez découvrir cette manipulation sous une autre forme avec une fiche descriptive détaillée.


Attention, une manipulation de laboratoire ne peut se faire qu’en connaissance complète des risques encourus et des précautions à prendre. Cette manipulation doit être réalisée sous hotte … dégagement possible (?) d’iode.

2 responses so far

Next »