Pêche aux glaçons

De Wikidebrouillard.

La vidéo "Pêche aux glaçons"

Sommaire

Présentation de l'expérience

Depuis quand peut on pêcher des glaçons dans l'eau ?

Matériel

L'expérience

La manipulation

1) Couper 10 cm de ficelle et la laisser tremper quelques minutes dans un verre d'eau. La sortir de l'eau et mettre un glaçon dans le verre. Poser le bout de la ficelle mouillée sur le dessus du glaçon et saupoudrer d'une pincée de sel.

2) Attendre 30 secondes, sans bouger la ficelle, puis la soulever lentement.

Que voit-on ?

Le glaçon a mordu à l'hameçon ! La ficelle est prise dans la glace.

Explications

De manière simple

L'eau se transforme en glace à zéro degré. C'est la température des glaçons. Quand on ajoute du sel, l'eau devient salée. Mais l'eau salée ne devient pas solide à zéro degré ! Le glaçon salé fond, car il ne fait pas assez froid. Puis le sel se dilue, l'eau devient moins salée... et regèle à zéro degré. La ficelle est prise !

Allons plus loin dans l'explication

Comment agit le sel ?

Le sel étant une substance cryoscopique, cela signifie que lorsqu'il se dissout dans l'eau, il abaisse la température de congélation de la solution résultante. Une teneur élevée en sel dans la solution fera baisser le point de congélation. Le diagramme de phases ci-dessous illustre cette situation.

Image:Diag_phase_eau_sel.png

Dans le cas du chlorure de sodium (NaCl), la température de congélation d'une solution de sel et d'eau baissera à mesure que la concentration de sel augmentera jusqu'à ce qu'elle atteigne une proportion de 23,3 %. On appelle ce point le plus bas dans un diagramme de phases le point eutectique. Une solution de chlorure de sodium à une telle concentration ne gèlera que lorsque la température sera inférieure à -21 ºC.

Pour que le chlorure de sodium (solide) puisse se dissoudre (dans un liquide), il faut suffisamment d'énergie pour casser les liaisons électrostatiques qui maintiennent les ions Na+ et Cl- dans la forme solide. C'est une réaction chimique endothermique (3900 joules sont nécessaires par mole de sel pour le dissoudre).

Lorsque qu'une solution se refroidit, l'eau qu'elle contient commence à geler. La glace ne pouvant contenir que très peu de sel, la quantité de sel présente demeure confinée à la portion liquide restante, et la solution devient plus concentrée. C'est ce qui est représenté par la zone située sous la courbe à la gauche du point eutectique. à ce stade, on observe un mélange de glace/neige et de saumure concentrée, qui ressemble à de la gadoue sur les routes. L'augmentation de la concentration de sel dans la portion liquide restante entraînera une baisse de sa température de congélation. La solution saline demeurera en équilibre jusqu'à ce que la température atteigne son point limite de solubilité et il y aura formation d'un précipité. Le résultat sera un mélange de sel recristallisé, d'eau et de saumure. Cette phase est illustrée dans le diagramme de phases par la zone située sous la courbe à la droite du point eutectique.

Liens avec d'autres expériences

Expériences sur Wikidébrouillard

Indiquer ici les expériences de Wikidébrouillard.

Autres expériences

Poser deux glaçons dans une assiette. Sur le premier, verser une demi-cuillère à café de sel et laisse le second sans rien. Après cinq minutes, rincer les glaçons avec de l'eau. Le sel a creusé plein de trous ! Alors que l'autre glaçon est tout lisse.

Applications : liens avec le quotidien

L'épandage du sel sec sur la chaussée est une des applications au quotidien. Nous voulons que le sel se dissolve et qu'il forme une solution de sel et d'eau, que l'on appelle saumure. En fait, c'est la saumure qui fait fondre le givre, la neige ou la glace. Nous cherchons à créer une couche de saumure à la surface de la chaussée afin d'empêcher l'adhérence de la neige ou de la glace.

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