Gonfler un ballon sans souffler : Différence entre versions

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|Observations=Le contenu de la bouteille mousse, le ballon se gonfle et reste gonflé sur la bouteille.
 
|Observations=Le contenu de la bouteille mousse, le ballon se gonfle et reste gonflé sur la bouteille.
|Avertissement=Les quantités de bicarbonate et de vinaigre peuvent jouer sur le gonflement du ballon : plus il y a de bica et vinaigre, plus il y a de gaz qui se créé, plus le ballon gonfle !
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|Avertissement=Les quantités de bicarbonate et de vinaigre peuvent jouer sur le gonflement du ballon : plus on met de bicarbonate et vinaigre (en gardant les mêmes proportions), plus il y a de gaz qui se créé, plus le ballon gonfle !
  
 
Bien tenir le ballon pour ne pas que le gaz s'échappe du goulot
 
Bien tenir le ballon pour ne pas que le gaz s'échappe du goulot
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Grâce au ballon, on capture un gaz invisible produit par une réaction chimique ! Ce gaz est du dioxyde de carbone (du CO<sub>2</sub>) .
 
Grâce au ballon, on capture un gaz invisible produit par une réaction chimique ! Ce gaz est du dioxyde de carbone (du CO<sub>2</sub>) .
  
Le vinaigre est un liquide, le bicarbonate est une poudre composée de minuscules grains solides. Lorsque ces deux produits réagissent ensemble (on les appelle des réactifs), ils donnent naissance à un nouveau produit qui lui est un gaz. Ce dernier n'est pas le seul produit issu de la réaction. En effet, lorsqu'on goûte le liquide, il ne pique plus la langue comme le vinaigre mais il a un goût salé !
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Ce dernier n'est pas le seul produit issu de la réaction. En effet, lorsqu'on goûte le liquide, il ne pique plus la langue comme le vinaigre mais il a un goût salé !
  
Le vinaigre et le bicarbonate se sont aussi transformés en une sorte de sel qui est dissous dans le liquide. Ce sel et le gaz sont les produits de la réaction.
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La réaction chimique entre le bicarbonate et le vinaigre a aussi donné quelque chose qui a un goût salé. Ce "quelque chose" et le gaz sont les produits de la réaction.
|Deepen=Nous avons affaire à une réaction acido-basique. Ici le vinaigre, qui contient de l'acide éthanoïque (ou acide acétique), joue le rôle de l'acide et le bicarbonate de soude, aussi appelé hydrogénocarbonate de sodium, celui de la base.
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|Deepen=Nous avons affaire à une réaction acido-basique. Ici le vinaigre, qui contient de l'acide éthanoïque (ou acide acétique), joue le rôle de l'acide et le bicarbonate de soude celui de la base.
  
En solution, ce dernier se dissout en formant deux ions différents : les ions sodium et hydrogénocarbonate.
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NaHCO3  + CH3 COOH —> CO2 + H2O + CH3 COONa
  
NaHCO<sub>3</sub> --> Na<sup>+</sup> + HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>
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Bicarbonate de sodium + acide acétique —> dioxyde de carbone + eau + acétate de sodium
  
Ce sont ces derniers qui vont réagir avec le vinaigre pour former de l'eau et du dioxyde de carbone selon la réaction suivante :
 
  
CH<sub>3</sub>COOH = CH<sub>3</sub>COO<sup>-</sup> + H<sup>+</sup>
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Le CO2 une fois formé est soluble dans l'eau. Toutefois lorsque l'eau arrive à saturation de CO2, l'excédent commence à former des bulles qui finissent par remonter. C'est l'effervescence. (C'est la même chose que pour le sel de cuisine. Le sel de cuisine est soluble dans l'eau. Mais quand on arrive à saturation, le sel en excès reste sous forme solide).
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|Applications=Il est  interessant de noter que de nombreuses recettes #DIY de produits ménagers proposent de mélanger bicarbonate de soude et vinaigre. Ces deux produits ont chacun des vertus nettoyantes. Or nous voyons bien que ces deux produits ne peuvent pas cohabiter. Ils vont finir par réagir, donc disparaître, pour être remplacés par du CO2 et de l'acétate de sodium. L'acétate de sodium peut être utilisé comme additif alimentaire. Très concentré il peut se réveler un peu irritant pour la peau et les yeux. Mais on ne trouve pas de référence à des propriétés nettoyantes.
  
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> + H<sup>+</sup> = CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O
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[https://www.csst.qc.ca/prevention/reptox/pages/fiche-simdut.aspx?no_produit=4812&langue=F Voir la fiche toxicologique en ligne.]
 
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|Related=La nature du gaz créé par cette réaction chimique peut être testée en réalisant l'expérience "[[bougie contre CO2]]"
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|Objectives=Notion de réaction chimique
 
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|Animation=Lancer un défi : gonfler un ballon de baudruche sans souffler dedans et en utilisant du matériel disposé sur une table
CH<sub>3</sub>COOH + HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> --> CH<sub>3</sub>COO<sup>-</sup> + CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O
 
 
 
 
 
On obtient alors une eau au goût salé en raison de la présence en début de réaction des ions sodium. En effet, lorsque l'on dissout du sel (chlorure de sodium) dans de l'eau, on obtient bien ces ions sodium responsables du goût salé (et des ions chlorure).
 
 
 
Le dioxyde de carbone, quant à lui, ne peut pas se dissoudre dans l'eau. Il remonte donc à la surface du liquide sous forme de bulles, avec la poussée d'Archimède.
 
 
 
En effet, ce gaz est non polaire tout comme peut l'être l'huile. En revanche, l'eau est une molécule polaire : sa configuration provoque l'apparition de "pôles" négatifs et positifs (voir schéma un peu plus bas).
 
 
 
On peut facilement se rendre compte que les molécules non polaires et polaires s'associent en général très difficilement (exemple : eau + huile = eau + huile). Pour expliquer cela, il faut observer ces molécules d'un peu plus près...
 
 
 
Pour commencer prenons l'eau (H<sub>2</sub>O) sous forme liquide :{{#annotatedImageLight:Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - Eau polaire.jpg|0=407px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/d/dc/Gonfler_un_ballon_sans_souffler_-_Eau_polaire.jpg|href=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - Eau polaire.jpg|resource=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - Eau polaire.jpg|caption=Eau polaire|size=407px}}Puis du sel (NaCl) :{{#annotatedImageLight:Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CristalNaCl.jpg|0=552px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/9/9e/Gonfler_un_ballon_sans_souffler_-_CristalNaCl.jpg|href=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CristalNaCl.jpg|resource=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CristalNaCl.jpg|caption=Sel|size=552px}}Puis du dioxyde de carbone (C0<sub>2</sub>) :{{#annotatedImageLight:Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CO2 Non polaire.jpg|0=435px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/a/a0/Gonfler_un_ballon_sans_souffler_-_CO2_Non_polaire.jpg|href=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CO2 Non polaire.jpg|resource=./Fichier:Gonfler un ballon sans souffler - CO2 Non polaire.jpg|caption=CO2 Non Polaire|size=435px}}Remarque : ''La polarité de ces molécules est due à leur forme. Lorsque tous les atomes sont alignés, il n’existe pas de moment dipolaire entre eux. Au contraire, lorsqu’ils sont configurés différemment, les différentes charges ne sont plus alignées et il y a création d’un moment dipolaire et donc de « pôles ».''
 
 
 
Et faisons des "mélanges" :
 
 
 
Dans un premier temps, on mélange l'eau avec le sel. Les molécules d'eau s'associent aux molécules de sel par "pôles" préférentiels (+ avec - et - avec +). Elles entourent ces molécules pour former une sorte de barrière où seules les molécules d'eau peuvent s'attacher. La forme cristalline du sel disparaît alors pour former les ions Na+ et Cl-. On parle de l'hydratation du sel.
 
 
 
Dans un second temps, on mélange le CO<sub>2</sub> avec un liquide acide. Les molécules d'eau ne peuvent s'associer aux molécules de dioxyde de carbone car ces dernières ne possèdent pas de "pôles". Elles ne peuvent donc pas hydrater le dioxyde carbone et celui-ci reste sous forme de gaz.
 
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|Objectives=Comprendre la création d'un gaz, les réactions chimiques entre deux éléments, la polarité des molécules.
 
 
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Version du 16 avril 2020 à 18:12

Auteur avatarMaëlle Zouaoui | Dernière modification 19/08/2020 par Nathanaël Latour

Gonfler un ballon sans souffler IMG 20200401 152602.jpg

Étape 1 - Préparer le matériel

Prépare bien tout ton matériel, aligné devant toi !




Étape 2 - Préparer l'expérience

  • Verse du vinaigre dans la bouteille (jusqu'à environ 4 ou 5 cm de haut).
  • Verse 2 cuillères à soupe de bicarbonate de sodium à l'intérieur du ballon de baudruche, à l'aide de l'entonnoir.
  • Enfile l'ouverture ballon sur le goulot de la bouteille. Assure-toi que le ballon tient bien.


Étape 3 - Réaliser l'expérience

  • Soulève le ballon pour faire tomber le bicarbonate dans la bouteille.




Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Le contenu de la bouteille mousse, le ballon se gonfle et reste gonflé sur la bouteille.

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

Les quantités de bicarbonate et de vinaigre peuvent jouer sur le gonflement du ballon : plus on met de bicarbonate et vinaigre (en gardant les mêmes proportions), plus il y a de gaz qui se créé, plus le ballon gonfle !

Bien tenir le ballon pour ne pas que le gaz s'échappe du goulot

Explications

De manière simple

Lorsque le bicarbonate tombe dans la bouteille, des bulles se forment dans le liquide et le ballon se met à gonfler. Ces bulles sont produites par la réaction chimique entre le vinaigre et le bicarbonate. Cela nous permet de dire qu'un des produits de la réaction chimique entre le vinaigre et le bicarbonate est un gaz, puisqu'il gonfle le ballon.

Grâce au ballon, on capture un gaz invisible produit par une réaction chimique ! Ce gaz est du dioxyde de carbone (du CO2) .

Ce dernier n'est pas le seul produit issu de la réaction. En effet, lorsqu'on goûte le liquide, il ne pique plus la langue comme le vinaigre mais il a un goût salé !

La réaction chimique entre le bicarbonate et le vinaigre a aussi donné quelque chose qui a un goût salé. Ce "quelque chose" et le gaz sont les produits de la réaction.

Plus d'explications

Nous avons affaire à une réaction acido-basique. Ici le vinaigre, qui contient de l'acide éthanoïque (ou acide acétique), joue le rôle de l'acide et le bicarbonate de soude celui de la base.

NaHCO3 + CH3 COOH —> CO2 + H2O + CH3 COONa

Bicarbonate de sodium + acide acétique —> dioxyde de carbone + eau + acétate de sodium


Le CO2 une fois formé est soluble dans l'eau. Toutefois lorsque l'eau arrive à saturation de CO2, l'excédent commence à former des bulles qui finissent par remonter. C'est l'effervescence. (C'est la même chose que pour le sel de cuisine. Le sel de cuisine est soluble dans l'eau. Mais quand on arrive à saturation, le sel en excès reste sous forme solide).

Applications : dans la vie de tous les jours

Il est interessant de noter que de nombreuses recettes #DIY de produits ménagers proposent de mélanger bicarbonate de soude et vinaigre. Ces deux produits ont chacun des vertus nettoyantes. Or nous voyons bien que ces deux produits ne peuvent pas cohabiter. Ils vont finir par réagir, donc disparaître, pour être remplacés par du CO2 et de l'acétate de sodium. L'acétate de sodium peut être utilisé comme additif alimentaire. Très concentré il peut se réveler un peu irritant pour la peau et les yeux. Mais on ne trouve pas de référence à des propriétés nettoyantes.

Voir la fiche toxicologique en ligne.

Vous aimerez aussi

La nature du gaz créé par cette réaction chimique peut être testée en réalisant l'expérience "bougie contre CO2"

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Notion de réaction chimique

Pistes pour animer l'expérience

Lancer un défi : gonfler un ballon de baudruche sans souffler dedans et en utilisant du matériel disposé sur une table

Dernière modification 19/08/2020 par user:Nathanaël Latour.

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