Questions aux experts
Matière et matériaux
Pourquoi l'alcool dilué dans l'eau se trouble lorsqu'on le mélange avec de l'huile ?
Nous menons une activité (niveau CM2) de mélange de liquides avec de l'eau (suite à un article de journal sur les "marées noires"). Nous avons constaté que des liquides étaient miscibles et d'autres pas. Nous avons abordé la notion de densité... Nous posons la question suivante : lorsqu'on mélange eau, huile, alcool à 90° le mélange eau alcool se trouble, pourquoi ?
Notre question vient du fait que nous constatons que lors du mélange eau + alcool + huile, (après avoir agité) l'huile remonte à la surface.
Je vous remercie de votre réponse, mais pourriez-vous expliciter les termes "affinité de la phase" ?
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Très schématiquement, et si l'on néglige les effets entropiques liés à la dispersion de l'huile dans la phase eau-alcool, l'affinité de cette phase eau-alcool pour les corps gras correspond à la force des interactions qui lient les gouttelettes ou molécules d'huile à leur environnement aqueux.
Le terme "affinité" fait partie du vocabulaire de la thermodynamique, mais sa signification usuelle convient également : les corps gras ont plus d'affinité avec la phase aqueuse lorsque celle-ci contient de l'alcool que lorsqu'elle n'en contient pas.
On comprend assez bien alors pourquoi la vitesse de démixtion (séparation des phases aqueuse et organique) est ralentie par l'ajout d'alcool dans l'eau (ce résultat, très intuitif, n'est toutefois pas immédiat).
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"Je n'ai pas réalisé l'expérience, mais si je comprends bien les observations décrites par l'enseignant, il me semble que l'ajout d'alcool à l'eau augmente l'affinité de la phase ainsi obtenue pour les corps gras. Toutefois, cette affinité n'est pas suffisante pour que la dissolution ait lieu. Dans un premier temps, de fines particules de graisse se dispersent dans la phase aqueuse, lui conférant ainsi son aspect laiteux (il s'agit toujours du même phénomène de diffusion de la lumière sur les particules en suspension), puis la décantation se produit lentement, et l'huile "remonte à la surface".
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J'ai fait l'expérience du mélange eau + alcool + huile et ce qui se passe est bien décrit dans la réponse de Richard-Emmanuel Eastes.
Il me semble intéressant d'observer comment se reconstitue la couche d'huile en surface. Les gouttes d'huile, qui étaient dispersées dans l'eau, se rassemblent peu à peu pour en former de plus grosses. L'eau n'est pas "capable" de les maintenir dispersées alors qu'elles remontent vers la surface. C'est particulièrement rapide et spectaculaire quand on regarde la surface les "ronds" d'huile proches forment des ronds plus grands qui à leur tour grossissent jusqu'à occuper toute la surface.
Le mécanisme de reconstitution de la couche d'huile est bien plus lent et même incomplet lorsque l'on ajoute un détergent. Ce dernier maintient en partie la dispersion de l'huile et l'on voit, après avoir laissé reposer quelques minutes, une couche laiteuse sous la couche d'huile. D'où le rôle des produits utilisés pour laver la vaisselle grasse diviser pour nettoyer, en quelque sorte.