Cristaux à fabriquer : les magiciens de l`ALMF vous

La cristalloculture du sel
Etape 1 : Sur une balance, pèse environ 50 grammes de sel fin.
Dépose le sel dans un verre en plastique. Avec l’aide de l’un de
tes parents, verse de l’eau chaude dans le verre doucement, tout
en remuant, jusqu’à ce que tout le sel soit dissous, c'est-à-dire
qu’il ait « disparu ».
SEL
Etape 2 : Attache un bout de ficelle ou du fil de pêche (nylon) à
un morceau de carton de façon à ce que l'autre extrémité
trempe dans la solution de sel, mais la ficelle ne doit pas toucher
le fond du verre.
Etape 3 : Laisse le liquide refroidir à la température de la pièce.
Æ Au bout de quelques heures, tu verras apparaître un amas
blanc le long de la ficelle ou du fil de pêche.
Ce sont des petits « cristaux ». Pour un plus gros cristal, suis
l’étape suivante :
Etape 4 : Choisis un petit cristal suspendu au bout de la ficelle ou
du fil de nylon. Attache-le à un crayon. Récupère la solution de
sel, et suspends le cristal dans le verre de façon à ce qu’il trempe
dans le liquide. Mets-le dans un endroit calme.
Attends une semaine, tu obtiendras un cristal de forme originale,
plus gros.
; Conseil : Pour obtenir un cristal coloré, ajoute à la solution un
peu d’encre de couleur…
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Fabriquer des cristaux : les magiciens de l’ALMF
vous montrent comment faire
Matériel :
Du sulfate de potassium (pierre d’alun), un récipient en verre (cristallisoir), un agitateur en
verre, un morceau d’ardoise.
Production de cristaux isolés dans le cristallisoir
Dissoudre environ 40 grammes d’alun dans 100 cm3 d'eau chaude. Verser dans le cristallisoir.
En une nuit apparaissent des cristaux qu'il faudra isoler pour la séance suivante.
Les stries de croissance, très visibles sur ces images, montrent que l'accroissement se fait par
empilement concentrique de matière par rapport au germe initial.
Croissance libre des cristaux.
Préparer dans un récipient une nouvelle solution de 80 grammes d’alun dans 200 cm3 d'eau
chaude et attendre un quart d’heure pour que la solution refroidisse. Ensuite, mettre le morceau
d’ardoise à plat dans le cristallisoir. Voici le résultat au bout de 24 heures.
On peut effectuer l’opération avec du sulfate de cuivre
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La liqueur de cailloux et les jardins chimiques
De 1905 à 1910, le médecin Stéphane Leduc a étudié toutes les possibilités de
combinaison entre des sels métalliques et le silicate de sodium. Il pensait avoir "recréé
une vie synthétique" en observant ces croissances surprenantes à base de composés
complètement inertes.
Appelé "liqueur de cailloux", le silicate de sodium permet de réaliser cette expérience
utilisant des sels métalliques en vue d'obtenir des structures semblables à des coraux
ou à des algues sous-marines. En 2000, les travaux de Leduc ont été repris par la
physicienne américaine Evelyne Fox Keller.
1 Précautions
Porter des gants et des lunettes de protection. Éviter tout contact avec la solution de
silicate de sodium, car celle-ci est très corrosive.
2 Matériel
Un récipient de 2 L
Silicate de sodium
Eau distillée
Sels métalliques : Sulfate de cuivre, sulfate de nickel, sulfate de fer, chlorure de
cobalt, chlorure de fer, sulfate de manganèse.
3 Expérience
Préparer la solution dans le récipient en mélangeant moitié silicate de sodium et
moitié eau distillée. Saupoudrer la surface de sulfate de nickel puis ajouter les
autres sels métalliques.
Après quelques secondes, on remarque que le sulfate de nickel pousse comme de
l’herbe.
Les autres sels métalliques forment des tiges de différentes formes et couleurs
selon le sel.
Au bout de 30 minutes, la forêt a terminé sa croissance.
4 Explication
L'explication est une combinaison entre la poussée d’Archimède et l’osmose :
L'osmose : Avec du silicate de sodium, les ions métalliques forment des silicates
métalliques. Une enveloppe solide mais perméable se forme autour du produit. À
cause de la différence de concentration entre l'intérieur et l'extérieur de la membrane et
parce que cette paroi est poreuse, l'eau entre par osmose. La pression à l'intérieur de
l'enveloppe augmente jusqu'à sa rupture.
La poussée d'Archimède : Elle est due à la différence de densité entre le silicate de
sodium et l'intérieur de l'enveloppe poreuse. Par osmose, l'eau qui entre dans les
enveloppes dissout le sel métallique s'y trouvant et la densité diminue. Lorsque celle-ci
devient inférieure à la densité de la solution de silicate, une force dirigée de bas en
haut (la poussée d'Archimède) provoque la rupture de l'enveloppe, et le liquide monte
à travers la solution de silicate en formant des branches.
La couleur dépend de l'ion métallique :
ION
Couleur
2+
Bleu
2+
Vert clair
Fe
2+
Vert foncé
Fe
3+
Orange à rouille
2+
Rose, vert, bleu à mauve
2+
Blanc
2+
Blanc, rose pâle à beige
Cu
Ni
Co
Ca
Mn