Expérience scientifique : Un volcan dans la maison!!!

Suite à l’expérience sur les cristaux (voir ici), notre fils avait très envie de découvrir de nouvelles expériences. J’ai donc farfouillé un peu le web et nous avons craqué pour celle consistant à fabriquer un petit volcan à la maison.

L’expérience vinaigre / bicarbonate de soude est un classique et de nombreuses manipulations peuvent être faite sur la même base: une fusée qui décolle, un ballon qui gonfle sans souffler dedans, etc.

J’ai choisi la version du volcan car elle est simple et rapide à réaliser. Dans le même après-midi, nous avons réalisé deux versions différentes (parce que les enfants en redemandent toujours plus). La version classique et celle-ci, qui permet d’observer le phénomène plus longtemps grâce à la mousse qui se forme lors de « l’éruption du volcan ».

Question de départ

Comment se produit une éruption volcanique ?

Phénomène à observer :

Réaction chimique entre deux produits, notion acide-base

Matériel nécessaire à l’expérience :

• Un verre ou un gobelet
• De l’eau tiède
• Du savon vaisselle
• Un verre de vinaigre blanc (environ 200 ml)
• Du bicarbonate de sodium (2 c.à soupe)
• Du colorant alimentaire
• Une grande cuvette

Facultatif : du sable ou de la terre pour fabriquer un « mini-volcan ».

Moelflow utilisait de l’argile ou la la cire pour fabriquer son volcan : l’avantage c’est qu’il peut facilement être réutilisé, mais encore faut-il en avoir à la maison! Voir ici pour plus d’informations.

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Etape 1 : Fabriquer le volcan

Mettre le verre ou la bouteille en plastique dans une grande cuvette et fabriquer le « volcan » en sable ou en terre en ne laissant que le goulot sortir.

Etape 2 : Mélanger

Verser un peu d’eau tiède dans le verre (disons environ le 1/3) et y ajouter quelques gouttes de liquide vaisselle, quelques gouttes de colorant alimentaire rouge (pour l’effet lave de volcan…) et le bicarbonate de sodium. Verser maintenant le vinaigre rapidement dans le verre.

Etape 3 : Observer

La mousse se forme, sort par le goulot et s’écoule sur le sable comme la lave sur les parois du volcan. Attention toutefois au moment où on verse le vinaigre : si le goulot est étroit, « l’explosion » peut être assez impressionnante… il vaut mieux éviter d’avoir le visage au dessus!
La mousse ainsi formée dure assez longtemps et les enfants peuvent ensuite jouer avec sans danger.

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Questions posées à Zachary, 6 ans

Comment se produit une éruption volcanique ?

La lave c’est de la roche fondue et du feu coulant qui glisse, quand les plaques (tectoniques) bougent, la lave sort.

Que crois-tu qu’il s’est passé ici ? Il n’y a pas de magma ni de chaleur ?

On a mis du bicarbonate et du vinaigre, ça a fait sortir le colorant alimentaire et donné comme un volcan.

Explications scientifiques du phénomène

Le bicarbonate de soude est un composé avec un pH basique alors que le vinaigre a un pH acide. Lorsque ces deux produits sont mis en contact, une réaction chimique se produit entre les deux qu’on appelle une réaction acide/base. Il n’est pas très aisé d’expliquer cette réaction en détails sans entrer dans les formules chimiques qu’on va éviter ici. Après tout, le but de l’expérience est d’intéresser les enfants à la science, non pas les rendre confus dès le départ!

Disons simplement que cette réaction permet de produire quelque chose de complètement différent des deux produits d’origine, quelque chose de nouveau qui n’est ni du vinaigre ni du bicarbonate: du dioxyde de carbone, qui est un gaz, et de l’eau!

C’est le dioxyde de carbone qui produit les bulles et permet de former de la mousse! Le liquide vaisselle permet d’observer cette mousse plus longtemps.

Dans le cas d’un volcan, l’eau et le vinaigre représentent le magma. Le magma est composé de roches très chaudes qui ont fondues, un peu comme un glaçon qui fond lorsqu’il est chauffé, mais à des températures bien plus élevées que celle de la cuisinière! Il y a aussi des gaz qui s’accumulent sous terre et qui créent une pression. Quand la pression augmente trop, elle fait jaillir le magma hors du volcan : c’est l’éruption volcanique.

Commentaire de Zachary après explication du phénomène

C’est comme papa quand il fait des « prouts", il dit qu’il a des gaz…

Effectivement, c’est un phénomène assez semblable, mais tout de même différent et un peu plus complexe. On parle plutôt de fermentation. On attendra quelques années avant de tester le changement du jus de raisin en vin Zachary…

References :

• @moelflow Steemit article
• Ref. 1
• Ref. 2
• Ref. 3
• Ref. 4

Pour d’autres expériences avec le bicarbonate voir ici