Différences entre les pages « Group:Cristaux et géométrie » et « Cristaux de sel »

 
 
Ligne 1 : Ligne 1 :
{{Group Details
+
{{Tuto Details
|group-logo=Group-Cristaux_et_g_om_trie_snow-crystal-1356881.jpg
+
|Main_Picture=Cristaux_de_sel_bloggif_5e805d6189d8f.gif
|group-banner=Group-Cristaux_et_g_om_trie_crystals-in-organic-form-1503899.jpg
+
|Licences=Attribution (CC-BY)
|group-description=Les cristaux, un merveilleux phénomène naturel qui fascine beaucoup de monde et probablement toi aussi !
+
|Description=Montrer de manière simple, comment les cristaux se forment avec le temps
|GroupAge=6 à 12 ans
+
|Disciplines scientifiques=Chemistry
|GroupDuration=45 min
+
|Difficulty=Easy
|GroupNumber=12 max
+
|Duration=15
 +
|Duration-type=minute(s)
 +
|Tags=sel, eau, cristalisation
 
}}
 
}}
{{Group Tabs
+
{{Introduction}}
|group-long-description=Avant de commencer et si tu le souhaites, tu peux te munir de ton "cahier d'expérience" pour y noter tes découvertes, tes questions et dessiner les expériences.
+
{{Materials
 +
|ItemList={{ItemList
 +
|Item=Sel
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Cuillère à soupe
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Bocal en verre
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Eau
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Verre doseur
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Bouilloire
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Réfrigérateur
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Pique à brochette
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Bobine de fil à coudre
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Ciseaux
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Trombone
 +
}}{{ItemList
 +
|Item=Colorant
 +
}}
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Réunir le matériel
 +
|Step_Content=*Du sel de table
 +
*Une cuillère à soupe (pour doser le sel)
 +
*Un bocal en verre ou un verre
 +
*De l'eau
 +
*Un verre doseur
 +
*Une bouilloire (l'eau chaude de ton robinet peut suffire)
 +
{{Warning|Électrocution ou brûlure. Installe-toi dans un espace dégagé, sans passage et demande l'aide d'un adulte.}}
  
Dès maintenant dépose dans ton congélateur un plateau ou une assiette de couleur sombre (le noir est idéal), au moins pendant 20 minutes. Tu t’en serviras un peu plus tard.
+
*Un pic à brochette ou un crayon à papier (pour tenir le fil au dessus du bocal)
 +
*Du fil de couture ou du fil à rôti
 +
*Une paire de ciseaux (pour couper le fil)
 +
{{Warning|Cet objet peut être dangereux, reste concentré en l'utilisant.}}
  
As-tu déjà entendu parler ou vu des cristaux ? Où peut-on trouver des cristaux ? Peux-tu décrire leurs formes ?
+
*Un trombone (pour lester le fil)
  
<br />
+
Facultatif :
  
===<u>Activité 1 : Fabrication de cristaux</u>===
+
*Du colorant
Grâce à cette expérience tu vas pouvoir faire pousser toi-même des cristaux à partir de sel.
 
  
Pour faire l'expérience, clique sur ce lien : [https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Cristaux_de_sel cristaux de sel]
+
<br />
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Préparer l'eau salée
 +
|Step_Content=- Dans le verre doseur, verse 3 ou 4 cuillères à soupe de sel et la même quantité en eau chaude.
  
Prends quelques grains de gros sel. En regardant de très près, ça ressemble à des cristaux ! et oui, le sel est du cristal.
+
- Remue jusqu'à ne plus voir les grains de sel : ils se sont dissous dans l'eau !
  
 +
{{Info|Si le sel s'est dissous en moins d'une minute, rajoute une cuillère supplémentaire et remue à nouveau. }}
  
Les cristaux sont présents un peu partout dans la nature. Ils sont particulièrement dans les pierres, mais ont peu aussi en observer dans les flocons de neige, la glace et les grains de sel.
+
- Laisse refroidir la solution de sel et d'eau au frigo pendant 5 minutes.
 +
|Step_Picture_00=Cristaux_de_sel_IMG_20200321_173840.jpg
 +
|Step_Picture_01=Cristaux_de_sel_IMG_20200321_174944.jpg
 +
|Step_Picture_02=Cristaux_de_sel_IMG_20200321_175015.jpg
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Préparer le support des cristaux
 +
|Step_Content=Pendant que l'eau se refroidit, tu peux préparer ton support :
  
===<u>Activité 2 : Les cristaux de glace</u>===
+
* Coupe un bout de fil un peu plus long que la hauteur de ton bocal,
Intéressons-nous aux cristaux de glace. Je te propose d’aller faire un petit tour dans ton congélateur. L’idéal est que tu soit équipé d’une loupe.
+
* Attache un trombone au bout du fil ,
 +
* Enroule le fil autour d'un pic à brochette,
 +
* Pose le pic à brochette sur le bocal : le trombone devra plonger dans l'eau sans toucher le fond du bocal (à 1 ou 2 cm du fond).
 +
|Step_Picture_00=Cristaux_de_sel_IMG_20200321_174427.jpg
 +
|Step_Picture_01=Cristaux_de_sel_IMG_20200321_174447.jpg
 +
|Step_Picture_02=Cristaux_de_sel_IMG_20200321_174722.jpg
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Réaliser la manipulation finale
 +
|Step_Content=Verse l'eau salé dans le bocal et ensuite disposer, le trombone suspendu au pic à brochette.  
  
Avec une grande cuillère, prélève un peu de glace, dépose la sur le support que tu avais mis au congélateur quelques temps avant. Observe la forme de ces cristaux de glace. Ils sont minuscules !
+
Pose ce dispositif dans un endroit frais où il ne sera pas déplacer pendant quelques jours.
 +
|Step_Picture_00=Cristaux_de_sel_IMG_20200321_175623.jpg
 +
|Step_Picture_01=Cristaux_de_sel_IMG_20200321_175658.jpg
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Attendre
 +
|Step_Content=Dispose ce dispositif dans un endroit où il ne sera pas déplacer pendant au moins 7 jours.  
  
Quelle forme ont-ils ? Je t’invite à essayer d’en dessiner un.
+
Tu peux aller le voir régulièrement en attendant pour voir le processus de formation des cristaux mais attention à ne pas faire bouger ton expérience !
  
 +
Que se passe-t-il dans le verre ? Le niveau de l'eau change-t-il ?
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Pour aller plus loin
 +
|Step_Content=Il est possible de tester la cristallisation en variant des paramètres :
  
Au fait, avant d’être de la glace, quelle était cette matière ?? De l’eau, bravo !
+
Est-ce que cela marche avec du sucre ?
  
 +
La température (dans un frigo ou sur un chauffage) change-t-elle le résultat ? (Met un test sur un radiateur ou dans un endroit chaud et un autre test au frigo quelques heures avant de le mettre dans un endroit frais)
  
D’ailleurs, les cristaux de glace se trouvant dans ta cuillère se sont surement transformés en eau.
+
La lumière (devant une fenêtre ou dans un placard sombre) change-t-elle le résultat ?
  
Si la température est supérieur à 0 degré, l’eau est dans un état liquide. En dessous de 0 degré, l’eau va se solidifier.
+
A partir de quel proportion peut-on dire que ça marche ? Est-il possible de mettre trop de sel ?
  
 +
Que se passe-t-il si on attend une semaine ou un mois de plus ?
  
Allons plus loin encore, en fonction de la température (en dessous de 0 degré) des cristaux vont prendre des formes différentes.
+
<br />
 
+
|Step_Picture_00=Cristaux_de_sel_bloggif_5e806c3ee2a81.gif
Voici les différentes formes de cristaux de glace, selon la température :{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Cristaux et geometrie forme cristaux.png|0=728px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/d/d8/Group-Cristaux_et_geometrie_forme_cristaux.png|href=./Fichier:Group-Cristaux et geometrie forme cristaux.png|resource=./Fichier:Group-Cristaux et geometrie forme cristaux.png|caption=Forme des cristaux|size=728px}}<br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Cristaux et geometrie 8-44-34.png|0=300px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|alt=Forme des cristaux selon la température|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/2/23/Group-Cristaux_et_geometrie_8-44-34.png|href=./Fichier:Group-Cristaux et geometrie 8-44-34.png|resource=./Fichier:Group-Cristaux et geometrie 8-44-34.png|caption=Forme des cristaux selon la température|size=300px}}Je t’invite à prendre ton cahier d’expérience et à dessiner les formes de ces cristaux. Tu peux observer que les lignes sont toujours de la même taille ! 
+
}}
 +
{{Notes
 +
|Observations=Au bout de quelques jours, une partie de l'eau a disparu et des cristaux de sel cubiques se forment sur les parois du verre, sur le trombone et sur le fil.
 +
|Avertissement=Une eau trop chaude au moment de la manipulation finale peut faire rater l'expérience.  
  
Ce sont les cristallographes qui étudient les cristaux et leur formation, on appelle cela la science de la cristallographie. Ils se servent, entre autre de la géométrie pour mieux les observer et les classer.
+
Si le dispositif est bougé pendant le temps de formation des cristaux ou que le support vibre, les cristaux ne pourront pas grossir car ils seront cassés au fur et à mesure de leur formation.
 +
|Explanations=À mesure que l'eau s'évapore lentement dans l'air, les atomes de sel se rapprochent les uns des autres, en formant des cristaux de forme cubique.
 +
|Deepen=L'abbé René-Just Haüy avait remarqué la constance des formes des individus d'une espèce végétale. Alors que les cristaux, dont la composition ne change jamais, présentaient des formes indéfiniment variables.
  
<br />
+
Il observa qu'en cassant des cristaux de calcite de différentes formes, les fragments obtenus avaient toujours la même forme géométrique.
  
===<u>Activité 3 : Les cristaux de neige</u>===
+
L'abbé Haüy imagina que chacune des formes observées était composée d'une multitude de solides infiniment petits, ayant chacun les mêmes propriétés géométriques, physiques et chimiques que la forme elle-même. Un cristal apparaît donc constitué par un agencement de briques élémentaires, tout comme une maison peut être constituée par un agencement de briques. De la même manière, par agencement de briques, toutes identiques, on peut construire une cathédrale ou une maison.
Voici quelques exemple de cristaux de neige (appelé aussi flocon, à la différence qu’un flocon de neige est constitué de plusieurs cristaux de glace accrochés ensemble).{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Cristaux et geometrie flocon de neige.jpg|0=799px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/5/5f/Group-Cristaux_et_geometrie_flocon_de_neige.jpg|href=./Fichier:Group-Cristaux et geometrie flocon de neige.jpg|resource=./Fichier:Group-Cristaux et geometrie flocon de neige.jpg|caption=|size=799px}}
 
  
 +
Encore plus... Les travaux de Haüy montrent que plusieurs formes de briques élémentaires sont nécessaires pour décrire l'ensemble des cristaux. Certaines formes sont simples, comme le cube, alors que d'autres semblent plus compliquées, comme le rhomboèdre. Haüy reconnut 6 genres de briques élémentaires, mais aujourd'hui on en admet 7.
  
Quelles sont les différences que tu peux observer ?
+
On parle des 7 systèmes cristallins : cubique, quadratique, orthorhombique, monoclinique, triclinique, rhomboédrique, hexagonal.
 +
|Applications=Mais au fait, comment est fabriqué notre sel de table et notre gros sel ? A la loupe, tu peux observer la structure du sel.
  
Quelles sont les ressemblances que tu peux observer ?
+
Le sel est fabriqué notamment dans les marais salants où on utilise le principe de cristallisation afin de récupérer le sel contenu dans l'eau de mer par évaporation.
  
Tu peux observer qu’ils sont tous en forme d’étoile et que chaque branche de l’étoile dessine les mêmes formes. Ces formes, pourraient même être redessinées à l’infini ! C’est ce qu’on appel les fractales (c’est tout simplement de la géométrie).
 
  
Je t’invite à dessiner ton propre flocon de neige en essayant de bien suivre les symétries, l’idéale est d’utiliser un règle et même un compas.
+
Au delà du sel, les cristaux sont présents dans notre vie de tout les jours : Eau sous forme solide (neige, glace), bijoux (pierres précieuses), matériel d'entretien (cristaux de soude), alimentation (sucre), certains polymères (plastique), métal, etc.
  
Tu peux aussi t’aider de quelques exemples{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Cristaux et geometrie Flocon dessin.jpg|0=229px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/3/33/Group-Cristaux_et_geometrie_Flocon_dessin.jpg|href=./Fichier:Group-Cristaux et geometrie Flocon dessin.jpg|resource=./Fichier:Group-Cristaux et geometrie Flocon dessin.jpg|caption=|size=229px}}
 
  
  
'''Terminons en beauté !'''
+
<br />
 +
|Related='''Expériences sur Wikidébrouillard'''
  
Tu peux décorer ta maison en fabricant des flocon en papier, pour cela, clique sur le lien : [https://www.wikidebrouillard.org/wiki/R%C3%A9aliser_des_flocons_de_neige réaliser des flocon de neige en papier]
+
[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/L%27oeuf_qui_flotte L'oeuf qui flotte]
  
 +
<br />
 +
|Notes=Un site de passionnés dans la fabrication de cristaux : [http://cristallographie.free.fr/?title=Accueil Site de cristallogenèse]
  
===Usage dans la vie quotidienne : ===
+
Sur Wikipédia :
  
*[https://www.youtube.com/watch?v=oAWMS9nIBrI Découverte de la récole de sel]
+
* [http://fr.wikipedia.org/wiki/Cristallisation_(chimie) Cristallisation]
*[https://www.youtube.com/watch?v=eNio5TaFXW0 Un petit film de 12 minutes pour découvrir une expédition à la recherche de cristaux]
+
* [http://fr.wikipedia.org/wiki/Orthorhombique Systèmes cristallins]
*[https://www.mnhn.fr/fr/visitez/lieux/galerie-mineralogie-geologie Visite de la galerie de géologie du Musée Homme d’Histoire Naturelle]
+
* [http://fr.wikipedia.org/wiki/Marais_salant Les marais salants]
*[http://www.musee.mines-paristech.fr/Galerie/Video/ Visite du musée de Minéralogie (Mines Paris Tech)]
 
  
===Un peu d’histoire : ===
+
Article(s) du web :
D’après les faits historiques, bien des personnes ont été fascinées par la beauté et le mystère des cristaux. Il y a deux mille ans, le naturaliste Pline l’Ancien admira la régularité des cristaux de roche sous forme de prismes à six côtés. A cette époque, les processus de cristallisation du sucre et du sel étaient déjà connus des anciennes civilisations indienne et chinoise. Les cristaux de sucre étaient fabriqués à partir du jus de canne à sucre en Inde. En Chine, du cristal de sel pur était obtenu à partir de l’eau salée. La cristallisation était également développée en Irak, au 8 e siècle. Deux siècles plus tard, l’Egypte et la région d’Andalousie en Espagne maitrisèrent les techniques de la taille des cristaux de roche pour fabriquer des ustensiles et des objets décoratifs.
 
  
En 1611, le mathématicien et astronome allemand Johannes Kepler fut le premier à observer les formes symétriques des flocons de neige et devina à partir de là leur structure sous-jacente. Moins de 200 ans plus tard, le minéralogiste français René Just Haüy découvrit les lois géométriques des cristaux .
+
* [http://www.chez.com/pgosse/gem/syscrist.htm Les sept systèmes cristallins]
|GroupObjectif=Découverte de la cristallographie
+
}}
 +
{{Tuto Status
 +
|Complete=Published
 
}}
 
}}

Version du 1 avril 2020 à 22:32

Auteur avatarBenoit | Dernière modification 22/05/2020 par Bolido

Étape 1 - Réunir le matériel

  • Du sel de table
  • Une cuillère à soupe (pour doser le sel)
  • Un bocal en verre ou un verre
  • De l'eau
  • Un verre doseur
  • Une bouilloire (l'eau chaude de ton robinet peut suffire)
Électrocution ou brûlure. Installe-toi dans un espace dégagé, sans passage et demande l'aide d'un adulte.
  • Un pic à brochette ou un crayon à papier (pour tenir le fil au dessus du bocal)
  • Du fil de couture ou du fil à rôti
  • Une paire de ciseaux (pour couper le fil)
Cet objet peut être dangereux, reste concentré en l'utilisant.
  • Un trombone (pour lester le fil)

Facultatif :

  • Du colorant


Étape 2 - Préparer l'eau salée

- Dans le verre doseur, verse 3 ou 4 cuillères à soupe de sel et la même quantité en eau chaude.

- Remue jusqu'à ne plus voir les grains de sel : ils se sont dissous dans l'eau !

Si le sel s'est dissous en moins d'une minute, rajoute une cuillère supplémentaire et remue à nouveau.

- Laisse refroidir la solution de sel et d'eau au frigo pendant 5 minutes.


Étape 3 - Préparer le support des cristaux

Pendant que l'eau se refroidit, tu peux préparer ton support :

  • Coupe un bout de fil un peu plus long que la hauteur de ton bocal,
  • Attache un trombone au bout du fil ,
  • Enroule le fil autour d'un pic à brochette,
  • Pose le pic à brochette sur le bocal : le trombone devra plonger dans l'eau sans toucher le fond du bocal (à 1 ou 2 cm du fond).


Étape 4 - Réaliser la manipulation finale

Verse l'eau salé dans le bocal et ensuite disposer, le trombone suspendu au pic à brochette.

Pose ce dispositif dans un endroit frais où il ne sera pas déplacer pendant quelques jours.



Étape 5 - Attendre

Dispose ce dispositif dans un endroit où il ne sera pas déplacer pendant au moins 7 jours.

Tu peux aller le voir régulièrement en attendant pour voir le processus de formation des cristaux mais attention à ne pas faire bouger ton expérience !

Que se passe-t-il dans le verre ? Le niveau de l'eau change-t-il ?

Étape 6 - Pour aller plus loin

Il est possible de tester la cristallisation en variant des paramètres :

Est-ce que cela marche avec du sucre ?

La température (dans un frigo ou sur un chauffage) change-t-elle le résultat ? (Met un test sur un radiateur ou dans un endroit chaud et un autre test au frigo quelques heures avant de le mettre dans un endroit frais)

La lumière (devant une fenêtre ou dans un placard sombre) change-t-elle le résultat ?

A partir de quel proportion peut-on dire que ça marche ? Est-il possible de mettre trop de sel ?

Que se passe-t-il si on attend une semaine ou un mois de plus ?





Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Au bout de quelques jours, une partie de l'eau a disparu et des cristaux de sel cubiques se forment sur les parois du verre, sur le trombone et sur le fil.

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

Une eau trop chaude au moment de la manipulation finale peut faire rater l'expérience.

Si le dispositif est bougé pendant le temps de formation des cristaux ou que le support vibre, les cristaux ne pourront pas grossir car ils seront cassés au fur et à mesure de leur formation.

Explications

À mesure que l'eau s'évapore lentement dans l'air, les atomes de sel se rapprochent les uns des autres, en formant des cristaux de forme cubique.

Plus d'explications

L'abbé René-Just Haüy avait remarqué la constance des formes des individus d'une espèce végétale. Alors que les cristaux, dont la composition ne change jamais, présentaient des formes indéfiniment variables.

Il observa qu'en cassant des cristaux de calcite de différentes formes, les fragments obtenus avaient toujours la même forme géométrique.

L'abbé Haüy imagina que chacune des formes observées était composée d'une multitude de solides infiniment petits, ayant chacun les mêmes propriétés géométriques, physiques et chimiques que la forme elle-même. Un cristal apparaît donc constitué par un agencement de briques élémentaires, tout comme une maison peut être constituée par un agencement de briques. De la même manière, par agencement de briques, toutes identiques, on peut construire une cathédrale ou une maison.

Encore plus... Les travaux de Haüy montrent que plusieurs formes de briques élémentaires sont nécessaires pour décrire l'ensemble des cristaux. Certaines formes sont simples, comme le cube, alors que d'autres semblent plus compliquées, comme le rhomboèdre. Haüy reconnut 6 genres de briques élémentaires, mais aujourd'hui on en admet 7.

On parle des 7 systèmes cristallins : cubique, quadratique, orthorhombique, monoclinique, triclinique, rhomboédrique, hexagonal.

Applications : dans la vie de tous les jours

Mais au fait, comment est fabriqué notre sel de table et notre gros sel ? A la loupe, tu peux observer la structure du sel.

Le sel est fabriqué notamment dans les marais salants où on utilise le principe de cristallisation afin de récupérer le sel contenu dans l'eau de mer par évaporation.


Au delà du sel, les cristaux sont présents dans notre vie de tout les jours : Eau sous forme solide (neige, glace), bijoux (pierres précieuses), matériel d'entretien (cristaux de soude), alimentation (sucre), certains polymères (plastique), métal, etc.



Vous aimerez aussi

Expériences sur Wikidébrouillard

L'oeuf qui flotte


Éléments pédagogiques


Sources et ressources

Un site de passionnés dans la fabrication de cristaux : Site de cristallogenèse

Sur Wikipédia :

Article(s) du web :

Dernière modification 22/05/2020 par user:Bolido.

Commentaires

Published