Atelier des talents n 1 : les liquides - densité

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1 Atelier des talents n 1 : les liquides - densité Objectifs L objectif général des ateliers des talents scientifiques est de vous permettre d aborder les sciences par l expérimentation. Vous allez donc manipuler un maximum. Les expériences sélectionnées pour ces ateliers sont : - faciles à mettre en œuvre - reproductibles à la maison (presque toujours) - ludiques Dans ce premier atelier, nous allons mettre en œuvre des expériences portant sur la densité des liquides. Rappels Dans un laboratoire vous devez respecter les règles suivantes : - si vous avez des cheveux longs, attachez les - ne vous déplacez pas sans autorisation - vous devez avoir un comportement calme et responsable - vous ne pourrez quitter la salle que lorsque les paillasses seront propres et le matériel lavé et rangé Dans ces ateliers, nous allons parfois utiliser du matériel fragile et cher (thermomètre, densimètre, verrerie ), vous devez impérativement manipuler avec soin. Vous ne devez avoir sur votre paillasse que ce polycopié, un crayon et le matériel nécessaire aux expériences, tout le reste doit être rangé au fond de la salle. Tout manquement à ces règles entrainera : - trois mises en garde - une sanction - une exclusion des ateliers sciences Expérience 1 : superposition de liquides Dans cette expérience, nous allons superposer différents liquides sans les mélanger. - sirop (=eau très sucrée) - liquide vaisselle - eau colorée - huile - liquide fortement alcoolisé (attention : alcool à brûler : toxique!) - deux béchers - une cuillère Remarques : - A chaque étape, vider le contenu du bécher dans le cristallisoir de récupération. Collège des Tilleuls Annecy Page 1 sur 7 Physique - Chimie

2 - Pour verser délicatement un liquide dans le bécher, placer une cuillère juste au dessus de la surface avec la pointe de la cuillère touchant la parois du bécher et verser le liquide sur la cuillère. Première étape : Prendre un bécher, verser un centimètre d eau puis ajouter un centimètre d huile. Prendre un bécher, verser un centimètre d huile puis ajouter un centimètre d eau. Remuer le contenu du dernier bécher, laisser reposer. Deuxième étape : - verser environ 1 cm de liquide vaisselle au fond du bécher - ajouter très délicatement environ 1 cm d eau colorée - ajouter très délicatement 1 cm d huile Refaire la même expérience en versant : - l huile en premier - puis l eau colorée - puis le liquide vaisselle L ordre d introduction des liquides a-t-il une importance? Remuer le contenu du dernier bécher, laisser reposer. Collège des Tilleuls Annecy Page 2 sur 7 Physique - Chimie

3 Troisième étape : Nous allons maintenant superposer 5 liquides! Protocole : - verser environ 1 cm de sirop au fond du bécher - ajouter très délicatement environ 1 cm de liquide vaisselle - ajouter très délicatement environ 1 cm d eau colorée - ajouter très délicatement 1 cm d huile - ajouter très délicatement 1 cm du liquide fortement alcoolisé (alcool à brûler) - observer Schéma : Classer les liquides dans l ordre des densités croissantes : Quelques explications L eau et l huile sont deux liquides non miscibles : ils ne peuvent pas se mélanger. Lorsque l on met de l eau et de l huile dans un même récipient, le liquide le plus dense (l eau) coule au fond et le liquide le moins dense (l huile) se retrouve au dessus. Si on place plusieurs liquides de densités différentes dans un même récipient, le plus dense va se retrouver au fond et le moins dense au dessus. Attention, certains liquides pouvant être miscibles (exemple : l eau et le liquide vaisselle), il est important de les introduire dans le récipient en évitant au maximum qu ils se mélangent. Il faut donc les introduire très délicatement. Collège des Tilleuls Annecy Page 3 sur 7 Physique - Chimie

4 Expérience 2 : œuf et eau salée Dans cette expérience nous allons faire flotter un œuf entre deux eaux. - un œuf frais (attention, fragile!) - un gros bécher - un petit bécher - de l eau - du sel - une cuillère Remplir le gros bécher d eau, introduire l œuf. Remplir aux deux tiers le gros bécher d eau. Introduire deux grosses cuillères de sel. Bien remuer (longtemps), si tout le sel se dissous, en ajouter pour obtenir une solution saturée. Introduire l œuf. Vider un peu d eau salée pour que le niveau du liquide soit au milieu du bécher (avec l œuf). Ajouter très délicatement (en utilisant la cuillère) de l eau en évitant qu elle ne se mélange à l eau salée. Schéma : Collège des Tilleuls Annecy Page 4 sur 7 Physique - Chimie

5 Expérience 3 : la bulle d huile Dans cette expérience nous allons faire flotter une goutte d huile entre deux eaux. Attention, il faut être très méticuleux! - alcool à brûler - huile - eau - cuillère - bécher (petit) Verser un tout petit peu d huile au fond du bécher (environ un ou deux millilitres). Ajouter très délicatement de l alcool à brûler (trois centimètres environ). L huile reste au fond. Verser ensuite très délicatement de l eau. L eau et l alcool sont miscibles. Petit à petit il va se former une bulle d huile qui remonte. S arrêter de verser de l eau dès que l huile se décroche du fond du bécher. Schéma : Expérience 4 : le ludion Dans cette expérience, nous allons créer un dispositif qui flotte ou qui coule en fonction de la pression appliquée sur la bouteille. - une bouteille en plastique transparente avec un bouchon - de l eau - un petit contenant souple (dosette de sérum physiologique) - une vis Protocole : - remplir entièrement la bouteille d eau - si la dosette est pleine, la vider - visser la vis sur l embout de la dosette et essayer de la faire flotter, si ça coule, il faut utiliser une vis plus légère, si cela flotte, il faut introduire un petit peu d eau dans la dosette et ajuster jusqu à ce que la dosette munie de sa vis flotte tout juste (le haut doit tout juste affleurer à la surface) - placer la dosette munie de sa vis dans la bouteille - Fermer hermétiquement la bouteille avec le bouchon - Pincer fort la bouteille avec votre main puis relâcher Collège des Tilleuls Annecy Page 5 sur 7 Physique - Chimie

6 Schéma : Expérience 5 : effet mer rouge Dans cette expérience nous allons montrer que l eau salée est plus dense que l eau douce. - sel fin - eau - ballon de baudruche - trombones - une bouteille - alcool à brûler Remplir aux trois-quarts la bouteille d eau. Remplir le ballon de baudruche d eau (au minimum mais sans laisser d air). Faire un nœud au ballon et le lester de quelques trombones afin qu il coule tout juste dans l eau douce. Introduire le ballon lesté dans la bouteille. Ajouter petit à petit du sel fin. Ajouter maintenant de l alcool à brûler. Expérience 6 : utiliser un alcoomètre Dans cette expérience, nous allons mesurer le taux d alcool d un vin et comparer avec les indications de l étiquette. Collège des Tilleuls Annecy Page 6 sur 7 Physique - Chimie

7 Attention! Les alcoomètres sont excessivement fragiles et anciens, ce sont de véritables pièces de musée il faut donc les manipuler avec précaution. Taux d alcool indiqué sur la bouteille :. Taux d alcool mesuré :. La mesure est-elle en accord avec l indication? A votre avis, sur quel principe est basé le fonctionnement de l alcoomètre? Vous avez aimé, vous pouvez retrouver la plupart de ces expériences et bien d autres encore sur : Fin de cet atelier Collège des Tilleuls Annecy Page 7 sur 7 Physique - Chimie

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