Questions aux experts
Energie, lumière, son
Le gaz qui s'échappe de la solution d'eau salée
Le compte rendu ci-dessous et les questions ont été écrites par les élèves pour être mises sur le site Internet de l'école que vous pouvez également aller voir car vous y trouverez une photo en complément du texte.
"On voulait voir si l'électricité fonctionnait avec de l'eau pure ou l'eau salée. Nous avons mis dans un bol de l'eau salée puis, de l'eau non salée. Dans chaque bol nous avons mis un fil de cuivre et un fil pince de crocodile relié à une pile.
On a vu que du gaz sortait du fil relié au pole -. Comme on a vu le gaz sortir du fil on a pris un tube à essai rempli d'eau pour garder le gaz.
Nous aimerions savoir d'où vient le gaz qui se dégage?
Quelle est cette sorte de gaz?
Pourquoi y a-t-il toutes ces couleurs?(bleue, verte, marron)" extrait de notre site Internet : http://www.freinet.org/creactif/grimault/
Complément d'information du 02/07/99 : dans les trois expériences le deuxième fil est en fer avec une protection plastifiée.
La couche de couleur argentée de la pince crocodile, s'est arrachée. La couleur du fil de cuivre qui était marron est plus claire et un peu de cuivre s'est enlevé et pour l'autre fil qui était en fer (?), le morceau qui dépassait de la gaine a disparu.
Au début de l'expérience l'eau se colorait en jaune orangé et à la fin on voyait un dépôt vert turquoise ou marron.
Dans l'eau non salée, il y a eu beaucoup moins de gaz et moins de dépôt au fond du bol.
Je vais tenter de vous donner quelques précisions en complément de la réponse que vous a déjà faite Pierre-Bernard Fontes.
- le gaz qui se dépose du côté relié au pôle - est bien de l'hydrogène (ou plus précisément du "dihydrogène"; attention, en présence d'une flamme ou d'une étincelle, un mélange d'hydrogène et d'oxygène peut exploser!).
- Vous obtenez plus de gaz et plus de dépôt dans l'eau salée que dans l'eau "pure" car l'eau salée conduit mieux l'électricité que l'eau du robinet. Le courant qui passe dans votre circuit électrique est donc plus grand pour l'eau salée, et les réactions chimiques (transformations de produits en d'autres produits) sont plus importantes.
- Votre expérience est effectivement un peu compliquée, du fait des matériaux et produits différents que vous avez utilisés: fil de cuivre, fil de fer ou autre, pince crocodile si celle-ci était plongée dans l'eau, impuretés de l'eau du robinet, et sel. C'est pour cette raison que vous obtenez différents produits: gaz, dépôts colorés divers.
Vous pouvez réaliser une expérience plus simple en utilisant deux fils de cuivre, de l'eau pure (eau "distillée") dans laquelle vous dissoudrez un peu de sel de cuivre, comme le sulfate de cuivre que mentionne Pierre-Bernard Fontes.
Le passage du courant dans votre récipient aura alors pour seule conséquence de dissoudre le cuivre du côté relié au pôle + et de le redéposer du côté relié au pôle -.
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L'eau pure est en effet très peu conductrice. Cependant elle contient en faible quantité des ions chargés positivement et négativement en concentration égale (globalement, l'eau est électriquement neutre).
Dans un circuit électrique comportant une pile et un récipient contenant de l'eau pure dans laquelle plongent deux électrodes, on peut obtenir un faible courant électrique. Si on ajoute dans l'eau pure du sel de cuisine (le sel de la ménagère, un sel pour le chimiste), l'eau est alors beaucoup plus conductrice parce que ce sel se met sous forme d'ions positifs et négatifs. la solution devient alors susceptible de conduire bien plus facilement le courant électrique. Avec le même type de circuit, l'intensité du courant électrique est alors bien plus forte si l'eau est salée que si l'eau est pure.
Des réactions chimiques compliquées se produisent au niveau des électrodes Des molécules d'eau se dissocient et on obtient des gaz, qui ne sortent pas des fils, mais qui proviennent de la solution saline et qui se dégagent au niveau de chaque électrode. Parmi ces gaz, du dichlore et du dihydrogène (dans le langage courant on dirait de façon incorrecte du chlore et de l'hydrogène). Dans la solution saline, le chlore réagit à son tour et on obtient un peu d'eau de Javel qui se reconnaît à son odeur. On dit qu'on a réalisé une électrolyse.
Les couleurs que l'on observe sont dues, elles aussi à des réactions chimiques, oxydations en particulier, et au fait que les électrodes sont en cuivre dont les sels sont souvent colorées. Par exemple, on traite les végétaux avec du sulfate de cuivre (la bouillie bordelaise) qui donne une curieuse couleur bleu-vert aux pieds et aux feuilles de vigne ou aux arbres.