Petites histoires d’eau et d’huile !
Pour effectuer ces expériences, il te faut :
- 1 petit pot d’aliment pour bébé, ou 1 flacon transparent avec bouchon - 2 verres ou 2 tasses
- une paille - de l’huile - de l’eau
- un verre mesureur ou une cuillère à soupe
Expérience n°1 :
Dans 2 verres ou 2 tasses, prépare 5 cl d’eau (si tu en as, tu peux y ajouter du colorant alimentaire rouge ou bleu) et 5 cl d’huile. Tu peux aussi préparer 3 cuillères à soupe de chaque.
Que va-t-il se passer selon toi si l’on mélange les deux liquides ? Effectue le mélange dans le flacon transparent.
Qu’observes-tu ?
Est-ce que les deux liquides se mélangent ? Qui est dessous ?
Qui est dessus ?
On dit que l’eau est plus dense que l’huile.
Cette notion de densité d’un matériau est liée à deux choses :
– la nature de ses constituants (molécules ou atomes), notamment leur taille,
– la façon dont ces constituants sont organisés. S’ils sont très serrés, le matériau sera plutôt dense. S’il y a du vide ou de l’air, il sera peu dense.
Expérience n°2 :
Dans le mélange de l’expérience n°1, verse de l’eau.
Qu’observes-tu ? Où va-t-elle ? Expérience n°3 :
Ferme le flacon et mélange !
Qu’observes-tu ? Les deux liquides se sont-ils mélangés ?
Attends quelques minutes et regarde ce qui se passe dans le flacon.
L’huile et l’eau retrouvent leur place, il est impossible de les mélanger. On dit qu’ils sont non miscibles. (miscibles = peuvent se mélanger)
Expérience n°4 :
De quoi est composé un glaçon ?
Si l’on rajoute un glaçon dans le flacon, où va-t-il se placer selon toi ? Fais l’expérience, rajoute le glaçon.
Qu’observes-tu ?
Même si c’est de l’eau, la glace est moins dense que l’huile donc il flotte sur l’huile.
Les molécules d’huile sont très longues et bien plus grandes que les
molécules d’eau. Lorsqu’elles se retrouvent, elles se gênent mutuellement et sont peu organisées ce qui conduit à une structure assez peu compacte.
Dans l’eau, l’attraction entre molécules conduit à une structure bien organisée et assez compacte : la densité est donc plus élevée que l’huile.
Dans la glace, les molécules s’associent dans les trois dimensions et cela forme un superbe réseau hexagonal, il y a beaucoup d’espace dans ce réseau comme tu peux le voir sur le schéma ci-dessous.
Expérience n°5 :
Tu reprends le flacon (tu peux enlever le glaçon). Tu plonges la paille jusqu’au fond et tu souffles doucement dedans.
Observe ce que font les bulles.
Les bulles traversent facilement l’eau, mais moins facilement l’huile.
L’huile est plus visqueux que l’eau.
Comme on l’a vu précédemment, les molécules d’eau sont petites : l’air peut rapidement se frayer un chemin entre elles. Les molécules qui constituent l’huile sont longues et encombrantes. Il est donc assez difficile de circuler entre elles.
Synthèse
En conclusion de ces deux expériences, on peut faire le parallèle avec les marées noires. Tu sais, cela se produit lorsqu’un pétrolier fait naufrage et laisse s’écouler sa cargaison de pétrole en mer. Cela peut également arriver lorsqu’un puits de pétrole en mer a un incident d’exploitation.
C’est une catastrophe écologique pour plusieurs raisons.
Tout d’abord, le pétrole est un mélange d’hydrocarbures, dont la plupart se compor- tent comme des huiles.
Après brassage, et quelques autres phénomènes physico-chimiques dans l’eau de mer, certains hydrocarbures du pétrole se séparent. Ceux qui sont plus denses que l’eau (les goudrons par exemple), sédimentent et se retrouvent au fond de la mer.
Mais la plupart des hydrocarbures ont une densité plus faible (comme l’huile), et s’étalent en surface de l’eau.
Les victimes sont nombreuses pour tout un tas de raisons. Parmi l’une d’elle, on peut citer la limitation des échanges d’oxygène entre l’air et l’eau, comme ce que nous avons vu lors de l’expérience. Les végétaux et les animaux formant le plancton sont les premières victimes mais ensuite, toute la chaîne alimentaire est affectée.
