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Spécialité Thème : Matériaux TP + Doc
Chimie TP confinement : Les mousses Chap.9
I. La mousse sous l’œil des scientifiques
Les mousses sont omniprésentes dans notre quotidien sous des formes aussi diverses que la mousse du shampoing, les blancs en neige ou encore la garniture des fauteuils. À chaque fois, des bulles d’air dispersées dans une matrice d’eau, de polymères, voire de verre ou de métal… Comprendre la physico-chimie de ces mousses pour mieux en maîtriser la fabrication et développer des nouvelles applications est indispensable !
Document :
Une bulle de savon est un globe formé d’un mince film d’eau savonneuse rempli d’air.
Une mousse solide formée par polymérisation d’acide acrylique. Elle peut contenir plusieurs fois son propre poids en liquide et est utilisée, par exemple, dans des couches pour bébé.
A partir du document définir une mousse.
II. Expérience : Fabriquer du « dentifrice pour éléphant »
Cette expérience est réalisée normalement au laboratoire de chimie.
Support vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=Aen84oqc4tU (Experimentboy) Exploitation
L’eau oxygénée H2O2 est l’oxydant du couple oxydant/réducteur H2O2/HO-. L’ion iodure I– est le réducteur du couple oxydant/réducteur I2/I-.
1) En milieu basique, écrire les ½-équations puis montrer que l’équation de la réaction entre l’eau oxygénée et les ions iodure est : H2O2(aq) + 2 I-(aq) 2 HO-(aq) + I2(aq)
Conseil : commencer par équilibrer en milieu acide avec des ions H+ (aq) puis ajouter autant d’ions HO-(aq) que d’ions H+ (aq). Les ions H+ (aq) et HO-(aq) forment des molécules d’eau H2O.
2) Quel test permet de mettre en évidence le dioxygène dégagé lors de cette réaction ?
Le diiode I2(aq) a une coloration brune en solution aqueuse. Instable, il se décompose en ions iodure I-(aq) et en ions iodate IO3-
(aq).
3) Ecrire les ½ équations puis l’équation de la réaction correspondant aux différentes étapes de la décomposition du diiode.
Les ions iodate IO3-
(aq) réagissent avec l’eau oxygénée H2O2(aq) pour donner du dioxygène O2. En parallèle, en milieu basique (présence de HO- en excès), l’eau oxygénée se décompose (se dismute) en dioxygène et en eau.
4) Ecrire les ½ équations puis l’équation de la réaction entre les ions iodate et l’eau oxygénée.
5) Comment expliquer que la mousse est chaude ?
6) Pourquoi la réaction met-elle du temps à démarrer, s’accélère ensuite, puis ralentit-t-elle enfin ? 7) Quel rôle joue le produit vaisselle ?
8) Conclusion : Justifier que le système formé est bien une mousse.
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III. Cuisine moléculaire : Mousse de chocolat ou chocolat chantilly (Hervé This) Support vidéo
https://www.youtube.com/watch?v=EEOHujEM4do (E. Ashton) Matériel
150 g de chocolat noir
90 mL d’eau ou jus de fruit ou thé ou lait ou sirop de menthe ou café (avec un bon café bien serré, voir quelques gouttes de crème de café) ou clémentine.
Adapter les proportions en fonction de la masse de chocolat à votre disposition.
Balance de cuisine
Bac cuisine métallique
Bain de glace + eau
Fouet ou batteur
Torchon
1 saladier de taille moyenne
1 grand bécher ou 1 casserole et une source de chaleur.
Un « cul de poule » (voir ci-contre) est parfait.
1 grand saladier contenant des glaçons et de l’eau froide La recette
Dans une casserole, nous mettons 90 mL d’eau (ou …), puis 150 g de chocolat.
Chauffons doucement, la sauce doit être un peu crémeuse. Le chocolat libère les cristaux de sucre, qui viennent se dissoudre dans l’eau, tandis que la matière grasse vient s’émulsionner.
On pose la casserole sur un lit de glace tout en fouettant pour introduire de l’air dans l’émulsion. Au début de grosses bulles apparaissent mais elles ne tiennent pas, mais quand la matière grasse liquide refroidie, elle se solidifie, cristallise, et les bulles sont piégées... On obtient une mousse « de » chocolat : c’est cela, le chocolat chantilly !
Bref, il n’est pas nécessaire d’œuf pour faire une mousse chocolatée. C’est même un gâchis, du point de de
l’économie familiale. Et puis, si l’on est gourmand, pensons que l’eau utilisée peut être thé, infusion de menthe, jus d’orange, vin...
Source : http://www2.agroparistech.fr/La-mousse-au-chocolat-et-le-chocolat-chantilly.html
1) Rechercher la différence entre une émulsion et une mousse.
2) Citer des exemples d’émulsion et de mousses.
IV. (Facultatif) Des nounours qui font mousse Matériel
1 Sachet de nounours en gélatine
Citron liquide de préférence
Cuillère à café
Cuillère à soupe
Bicarbonate de soude en poudre
Four à micro-ondes Protocole
Placer environ 10 nounours en gélatine dans un récipient adapté pour le four à micro-ondes.
Verser 2 cuillères à soupe de jus de citron
Chauffer légèrement au micro-ondes pendant 1 min (ou chauffer sur une plaque chauffante).
Ajouter une cuillère à café de bicarbonate de soude alimentaire
Agiter légèrement Exploitation
1) L’espèce chimique principale trouvée dans le jus de citron est l’acide citrique. Rechercher ses principales caractéristiques et sa formule semi-développée.
2) Quel est le nom en nomenclature officielle du bicarbonate de soude ? Quelle est sa propriété acidobasique ? 3) Expliquer la réaction chimique qui se produit lors de la fabrication de cette mousse.
