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RÉACTIONS SPECTACULAIRES D'OXYDORÉDUCTION.Aller directement à la liste
P. Delsate">
Aller directement à la liste P. Delsate, P. Hautier, P. Schweich,
N. Speliers et B. Tinant L'image de la chimie dans l'opinion et auprès des jeunes n'est sans
doute pas très positive. Les expériences présentées ici peuvent modifier dans le bon
sens cette image pour autant que l'on ne tombe pas dans le travers de faire de la
magie.
II est nécessaire de comprendre et d'expliquer ce que l'on observe. Les réactions
décrites dans la suite sont souvent belles et elles peuvent exciter l'imagination. Le
goût pour la chimie chez certains jeunes peut peut-être se développer à partir d'un
tel "spectacle". Cependant il est absolument important d'insister sur la rigueur
nécessaire à la manipulation et à l'observation, sur la nécessité absolue de
sécurité, ainsi que sur les moyens à mettre en œuvre pour éviter toute pollution. Les réactions d'oxydoréduction présentées se situent dans tous les
domaines : elles font intervenir des réactifs du monde inorganique ou du monde organique,
elles produisent quelques jolies flammes colorées ou bien de la lumière éblouissante.
Leur cinétique est souvent rapide, c'est pourquoi vous risquez d'entendre quelques bruits
secs mais les réactions ont été choisies pour éviter tout danger. Elles s'expliquent
parfois très simplement en écrivant une seule équation, parfois comme dans le cas des
réactions oscillantes, il faudra dans le cadre de cet exposé se réfugier derrière la
phrase de Nietzsche "There are many things which, once and for all, I do not wish to
know. Wisdom also sets limits to knowledge". Pour réaliser nos objectifs, nous présentons pour chaque réaction
trois parties : la première décrit le mode opératoire, la seconde indique toutes les
précautions à prendre avec les réactifs, pendant la manipulation et pour éliminer les
déchets; la troisième partie aborde l'explication du phénomène. Volcan chimique || Sodium
et dichlore || Mercure et
dichlore || Potassium et iode
|| Aluminium et iode ||
Déshydratation du sucre ||
Oxydation de la glycérine || Coeur de mercure || Mouchoir enflammé || Flash vert || Chimiluminescence || Arc-en-ciel
et jus de tomate || Réduction du bleu de méthylène par
le glucose || Combustion du Mg dans le CO2 || Feux de Bengale
|| Aluminium et
HgCl2 || Réaction oscillante || Combustion du phosphore
|| Mèches Retour home page "pages spéciales" Réactifs : Matériel : Précautions : Faire un petit tas de dichromate d'ammonium sur une plaque réfractaire ou dans une
capsule en porcelaine. Verser 1 mL d'éthanol au sommet du tas et l'enflammer. Le
dichromate se décompose en une imposante masse verse d'oxyde de chrome(III). L'aspect de
cratère que prend le système et la projection de particules incandescentes fait penser
à un volcan. Réactifs : Matériel : Précautions : Remplir de dichlore un erlenmeyer de 250 mL. Découper un morceau de
sodium de la taille d'un petit pois; le sécher et l'introduire dans un creuset en
porcelaine. Chauffer le creuset pour amener le sodium à sa température d'inflammation et
l'introduire dans le dichlore en l'agitant un peu (pour amener le Na et non le Na2O
en contact avec le dichlore). Le sodium continue à brûler dans le dichlore en formant du
chlorure de sodium. Réactifs : Matériel : Précautions : Remplir de dichlore un erlenmeyer de 250 mL. Jeter une goutte de mercure dans le
dichlore et faire tourner l'erlenmeyer pour "promener" le mercure sur les
parois. Le mercure, au contact avec le dichlore, adhère aux parois du récipient, se
ternit et prend peu à peu ['aspect blanchâtre du chlorure mercurique. L'aspect noirâtre
est dû au mercure métallique finement divisé. L'erlenmeyer se nettoie très facilement
à l'aide d'une solution diluée de Kl. Réactifs : Matériel : Précautions : Coupez une fine lamelle de potassium et placez la sur la plaque de céramique.
Saupoudrez cette lamelle de quelques grains de diiode solide. A l'aide d'un petit marteau,
tapez un coup sec sur le diiode. La formation d'iodure de potassium est assez violente,
voire explosive, accompagnée d'un bruit sec. Réactifs : Matériel : Mélanger intimement de la poudre d'aluminium et du diiode solide
pulvérisé, dans un creuset à mettre sous hotte. Ajouter un peu d'eau et fermer la
hotte. La réaction démarre lentement et devient assez violente en dégageant des fumées
blanches d'iodure d'aluminium, accompagnées de vapeurs violettes de diiode, car la
chaleur dégagée au cours de la réaction provoque la sublimation du diiode. Réactifs : Matériel : Précautions : Remplir le Berlin au tiers de sa hauteur de sucre impalpable et environ
la même quantité d'acide sulfurique. Avec la baguette de verre, bien mélanger les deux
réactifs. Lorsque le mélange noircit, tenir la baguette verticalement au centre du
Berlin. L'acide déshydrate le sucre; la vapeur d'eau formée fait gonfler la masse
restante de carbone qui monte, guidée par la baguette (c'est un phénomène
d'intumescence). Oxydation violente de la glycérine Réactifs : Matériel : Précautions : Introduire 5g de permanganate en poudre dans une capsule en
porcelaine. Verser ensuite environ 1,5 ml de glycérine. rapidement, la glycérine
s'enflamme. Attention : Réactifs : Matériel : Précautions : Verser environ 2 mL de mercure dans un verre de montre. Verser 5 mL
d'acide sulfurique pur autour du mercure, puis 5 mL de KMnO4 2.10-2 mol/L.
Amener alors la pointe du clou pour qu'elle effleure la goutte de mercure. Après quelques
tâtonnements, le mercure se met à battre avec, parfois, un rythme qui peut rappeler le
rythme cardiaque. Le mercure et le verre de montre doivent impérativement être très
propres. Réactifs : Matériel : Précautions : Verser dans le Berlin 50 ml d'éthanol et 50 ml d'eau. Tremper le mouchoir dans ce
mélange en prenant bien soin de ne laisser aucune partie sèche. Etaler le mouchoir sur
une tige de verre et l'enflammer. Le mélange brûle avec de grandes flammes bleuâtres.
Lorsque les flammes diminuent d'intensité, éteindre le mouchoir et le montrer : il ne
présente aucune trace de brûlure. Réactifs : Matériel : Précautions : Mélanger 4 g de soufre et 8 g de poudre de zinc très sèche. En faire un petit tas
dans lequel on introduit une mèche au NaCIO3. Enflammer la mèche. Le mélange
réagit violemment en émettant une forte lueur verse. Réactifs : Matériel : Dans un litre de NaOH 0,1 mol/L, introduire 0,5 g de luminol (Cette solution de luminol
ne se conserve que trois semaines). Le reste de la manipulation doit se faire dans
l'obscurité et accepte plusieurs variantes. Ajouter de l'eau de Javel à la solution : la réaction s'accompagne d'une lumière
bleue. Introduire 10 mL de H2O2 à 3% et 0,25 g d'hexacyanoferrate de
potassium dans un litre d'eau. Verser cette solution sur la solution de luminol. La
couleur bleue est plus persistante. Introduire 10 mL de H2O2 dans la solution de luminol. Laisser
tomber des cristaux d'hexacyanoferrate de potassium dans la solution. La couleur bleue
suit le trajet des cristaux. Arc-en-ciel dans le jus de tomate Réactifs : Matériel : Précautions : Verser 50 mL de jus de tomate dans la cloche à gaz. Y ajouter délicatement, sans
mélanger au jus, 50 mL d'eau de brome. En tenant la baguette le long de la paroi de la
cloche à gaz, remuer lentement le mélange La bromate du Réduction du bleu de méthylène par le glucose Réactifs : Matériel : Précautions : Introduire 100 mL de NaOH 1 mol/L dans le ballon de 250 mL. Y ajouter
une pointe de spatule de bleu de méthylène solide et une cuillère à café de glucose.
Boucher le ballon et agiter. Assez rapidement, le glucose réduit le bleu de méthylène
qui devient incolore. Si l'on agite à nouveau, I'oxygène de l'air contenu dans le ballon
réoxyde le bleu de méthylène qui retrouve sa coloration bleue. Quelques instants plus
tard, la solution se décolore à nouveau. Le processus peut se répéter plusieurs fois. Combustion du magnésium dans le CO2 Réactifs : Matériel : Précautions : Couper en deux le bloc de carboglace et polir une face de chaque
moitié. Forer un trou de 2 cm de diamètre et 3 cm de profondeur dans une moitié.
Remplir la cavité de tournure de magnésium. Placer un ruban de magnésium dans ces
tournures et l'enflammer. Lorsque les tournures sont enflammées, placer la seconde
moitié de carboglace sur la première, comme un couvercle. Le magnésium continue à
brûler dans le CO2. Lorsque la combustion s'arrête on aura la surprise de
découvrir un bloc de carbone entouré d'une gangue de MgO. Réactifs : Matériel : Plaques réfractaires Sur une plaque réfractaire, verser une cuillère à café de sucre, une cuillère de
chlorate et un tiers de cuillère d'oxalate de sodium. Mélanger délicatement. Allumer en
touchant le mélange avec une tige de verre très chaude ou à l'aide d'une mèche. La
combustion s'accompagne d'une jolie couleur jaune. En remplaçant le sel de sodium par du nitrate de strontium, la couleur sera rouge. Le
sel de cuivre donne une couleur bleue. Aluminium + chlorure mercurique Réactifs : Matériel : L'amalgame d'aluminium s'obtient facilement en frottant un morceau d'aluminium avec un
tampon d'ouate imbibé d'une solution de chlorure mercurique. Cet amalgame s'oxyde
rapidement et se recouvre en peu de temps d'efflorescences d'hydroxyde d'aluminium. La
réaction de l'aluminium dans l'eau est rapide si la surface de l'aluminium est
préalablement traitée par une solution de chlorure mercurique. Réactifs : Matériel : Précautions : Verser dans le premier Berlin 200 ml d'eau et y ajouter 1,1 ml d'acide
sulfurique puis 11g de KIO3. Agiter et chauffer jusqu'à dissolution
complète. Laisser refroidir et compléter avec de l'eau jusqu'à 250 ml. Cette solution
se conserve longtemps. Dans le deuxième Berlin, verser 103 ml de H2O2.
Diluer avec de l'eau jusqu'à 250 mL. Cette solution est peu stable; il vaut mieux la
préparer peu de temps avant l'expérience. Dans le troisième Berlin, dissoudre 4g d'acide malonique, 0,8g de
sulfate de manganèse et41g d'amidon dans 250 ml d'eau. Cette solution se conserve
longtemps. introduire les deux premières solutions dans l'erlenmeyer et agiter
doucement quelques secondes pour bien homogénéiser. Ajouter la troisième solution et
arrêter d'agiter dès qu'une couleur brun-jaune apparaît. Une couleur bleue doit
apparaître rapidement : c'est le début des oscillations. La vaisselle doit être très propre; une très faible concentration en
ions chlorures bloque les oscillations. Le mélange réactionnel ne peut être jeté avant d'avoir détruit
l'iode par du thiosulfate de sodium (5g pour cette expérience). Ajouter le thiosulfate
et agiter jusqu'à décoloration (exothermique!). Réactifs : Matériel : Précautions : Introduire 1 à 2 L de sable dans le fond du ballon. Saturer le ballon en dioxygène.
Jeter dans le ballon un petit morceau de phosphore blanc. Si le phosphore ne
s'auto-enflamme pas au bout d'une ou deux minutes, faire démarrer la combustion en
touchant le phosphore à ['aide d'une baguette de verre préalablement chauffée.
Recouvrir ensuite l'ouverture du ballon d'un verre de montre. Le phosphore brûle en
émettant une vive lueur jaune. Couper du papier filtre (ou du papier essuie-tout) en lamelles et les plonger dans une
solution saturée de nitrate de potassium ou de chlorate de sodium. Sécher les papiers et
les torsader. Les mèches au chlorate de sodium sont plus rapides que celles au nitrate de potassium. |