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De la glace chaude?
Tu peux effectuer cette expérience incroyable avec peu de moyens et créer tes propres sculptures de glace dans ta cuisine à la maison.
Infobox
Il te faut:
- environ 500 grammes d'acétate de sodium
- un litre d'eau
L'acétate de sodium (qui peut s'acheter en pharmacie) est le sel de sodium de l'acide acétique. Il est utilisé comme conservateur et ne présente donc aucun danger. Le vinaigre contient de l’acide acétique.
Marche à suivre
- Amène l'eau à ébullition dans une casserole puis ajoute de l'acétate de sodium en remuant constamment - jusqu'à ce que le sel ne se dissolve plus dans l'eau. Et n'oublie pas de remuer!
- Quand tu as fini, tu peux verser le mélange dans un verre ou un autre récipient, mais fais attention à ne pas transvaser les résidus de sel. La solution doit maintenant refroidir: le mieux est de la mettre dehors si c’est l’hiver.
- Dès que la solution est froide, tu peux la verser lentement et avec précaution sur une plaque ou dans un bol. Observe alors comment des icebergs chauds ou d'autres sculptures se forment sous tes yeux!
Que se passe-t-il?
Grâce à la conversion de l’énergie thermique (enthalpie) en désordre (entropie), on peut dissoudre beaucoup plus de sel dans l’eau chaude que dans l’eau froide. Cela signifie que le sel se dissout plus facilement dans l’eau chaude.
Dans cette expérience, nous créons une solution dite «saturée», c’est-à-dire que nous ajoutons du sel dans l'eau jusqu'à ce qu'il ne se dissolve plus. Une fois que l'eau s'est refroidie, la solution fait face à un problème: elle contient plus de sel que l'eau ne peut, à l’équilibre, en contenir à cette température. Nous avons donc une solution sursaturée.
Mais l'excès de sel ne cristallise pas de lui-même: il faut une sorte de «germe» qui déclenche la cristallisation. Une impureté - par exemple sur la plaque où tu verses le liquide - peut assurer ce rôle. Dès que le germe de cristallisation entre en contact avec la solution sursaturée, le liquide se solidifie immédiatement!
Toute l'énergie contenue dans le désordre des particules du liquide est maintenant disponible sous forme de chaleur. Cela s'appelle une réaction exothermique: c'est pourquoi la glace est chaude. C'est ainsi que fonctionnent les chaufferettes.
Se réchauffer ou soulager la douleur avec de la glace instantanément
Dans les chaufferettes, la solution sursaturée est à température ambiante dans un sachet hermétiquement fermé. En pliant une barre métallique contenue dans le sachet, on libère un germe de cristallisation. Cette dernière se produit en libérant de la chaleur.
A l’inverse, une source de froid instantané peut être obtenue par une réaction endothermique (qui absorbe de la chaleur). La réaction a lieu en cassant le tube de nitrate d’ammonium contenu dans une poche remplie d’eau. De telles pochettes sont parfois utilisées sur les terrains de sport pour soulager les contusions.