5 expériences de chimie fascinantes

En imitant Carl Sagan, nous pouvons découvrir la science et en tomber amoureux. Ces expériences de chimie spectaculaires nous aident à le diffuser.

Carl Sagan, considéré comme l’un des meilleurs divulgateurs de l’histoire, a dit que « quand on est amoureux, on veut le dire au monde entier ». C’était son leitmotiv pour expliquer la science dans le Cosmos, pour la faire connaître au grand public. Parce qu’il était avant tout un véritable passionné de recherche.

La science n’améliore pas seulement notre vie. Il est également capable de nous surprendre, de nous faire rêver d’un avenir meilleur. Il est capable de nous amuser en comprenant ce qu’est le magnétisme. Et surtout, elle peut nous épater avec des expériences de chimie spectaculaires :

Le serpent du pharaon

Qui aurait cru qu’une réaction chimique pourrait nous donner un curieux serpent comme celui des pharaons de l’Égypte ancienne ? Le coupable est le thiocyanate de mercure (Hg(SCN)2), un composé inorganique sous forme de poudre blanche. Lorsqu’il est chauffé, il se produit une réaction exothermique (dégagement de chaleur), utilisée dans le passé en pyrotechnie. Le résultat est incroyable :

En 1821, le scientifique Wöhler découvre cette curieuse expérience Si nous chauffons le thiocyanate de mercure, nous le faisons se décomposer en une masse solide, insoluble dans l’eau, composée principalement de nitrure de carbone (C3N4). Cependant, cette réaction produit également des gaz toxiques dangereux (comme le dioxyde de soufre), c’est pourquoi nous ne devrions pas la répéter chez nous.

La réaction du caméléon

Le caméléon est un reptile connu pour ses techniques spectaculaires de camouflage par changement de couleur. Dans notre compilation d’expériences de chimie, nous ne pouvions pas manquer une réaction qui, d’une certaine manière, imite le comportement de cet être vivant.

La réaction dite caméléon nous permet de distinguer, à partir de différents changements de couleur, la variation des états d’oxydation du manganèse. L’expérience repose sur le mélange initial d’eau, d’hydroxyde de sodium (plus connu sous le nom de soude caustique) et de sucre (saccharose).

En ajoutant le permanganate de sodium, nous verrons les différents changements de couleur : violet (ions MnO4-), bleu (ions MnO4 3-), vert (ions MnO4 2-) et orange (ions Mn 3+). Chaque modification chromatique indique que nous avons changé l’état d’oxydation du composé chimique initial, comme s’il s’agissait d’un véritable caméléon.

L’incroyable volcan

Lorsque le bichromate d’ammonium ((NH4)2Cr2O7) se décompose à haute température, il produit de l’oxyde de chrome (III), de l’azote et de l’eau. Sur le plan pratique, comme nous le voyons dans la vidéo suivante, nous pouvons utiliser des cristaux de dichromate d’ammonium orange, qui s’auto-oxydent puis se réduisent. Comment se produit la réaction ?

Dans la formation du volcan chimique, comme l’explique l’Université Complutense de Madrid, l’oxyde de chrome (III) qui se forme provient du centre de la petite montagne orange. En se déposant sur le bord, il se développe jusqu’à former une sorte de cratère.

Pourquoi voit-on des flammes orange ? L’explication est simple : la température est si élevée qu’elle produit une incandescence. La masse solide verdâtre que nous voyons à la fin de l’expérience est le Cr2O3, caractérisé par sa faible densité, sa spongiosité et son volume, qui est beaucoup plus grand que les cristaux oranges initiaux.

Dentifrice pour éléphant

Pour autant que nous le sachions, les éléphants ne se brossent pas les dents. Cependant, les expériences de chimie nous donnent l’occasion d’en faire un dentifrice spécial. Comment ? La décomposition du peroxyde d’hydrogène (plus connu sous le nom de peroxyde d’hydrogène), grâce à l’action du catalyseur iodure de potassium, nous permet de recréer le dentifrice que tout éléphant utiliserait.

Dans le mélange, nous utilisons également du détergent, qui servira à piéger l’oxygène qui se forme et à créer de grandes quantités de mousse. La décomposition de l’eau oxygénée se fait très rapidement, donnant naissance à de l’oxygène et de l’eau. L’expérience à laquelle nous assistons est également exothermique, de sorte que la mousse obtenue sera à haute température.

Une citrouille aussi terrifiante que colorée

Bien qu’il soit encore temps pour Halloween, nous pouvons rendre l’attente plus agréable en essayant une réaction chimique au moins aussi frappante. Si nous préparons une citrouille comme les classiques de cette fête, nous pouvons l’asperger de désinfectant pour les mains (qui contient toujours une sorte d’alcool, comme l’isopropyle, l’éthyle ou le propyle) pour obtenir un feu bleu.

Et si nous voulions changer la couleur ? La citrouille elle-même contient du sodium, il n’est donc pas surprenant que nous voyions une flamme jaune lorsqu’elle brûle également. Grâce à la chimie, nous pouvons même obtenir une flamme verte (en utilisant de l’acide borique), orange (avec du chlorure de calcium) ou rouge (en mélangeant du nitrate de strontium avec du nitrate de potassium ou du perchlorate de potassium), comme l’explique la chimiste Anne Helmenstine.

Les expériences de chimie sont certainement spectaculaires. Voir les différentes réactions qui se produisent nous aide, comme dirait Sagan, à tomber amoureux de la science et à promouvoir sa vulgarisation. Nous ne devons cependant pas oublier que certaines de ces réactions sont dangereuses et qu’elles ne doivent donc pas se répéter chez nous.