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Module 7e – 9e années - Tourbillon lacté

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Matériel

  • 1 bol à fond plat ou un plat à tarte en aluminium d’au moins 3 cm de profondeur
  • lait (assez pour recouvrir le fond du récipient d’une couche d’environ 2 cm)
  • plusieurs colorants alimentaires (le rouge, le jaune, le bleu et le vert donnent de bons résultats
  • détergent liquide à lave-vaisselle 
  • cure-dents

Procédure

  1. Versez environ 2 cm de lait dans le bol (compter un bol pour 4 à 6 élèves, si possible).
  2. Évitez de toucher à la table pour ne pas agiter le liquide.
  3. Représentez-vous le bol comme le devant d’une horloge, avec midi en haut, trois heures à droite, six heures en bas et neuf heures à gauche.
  4. Versez soigneusement deux gouttes de colorant alimentaire dans le lait, au bord du bol, soit une couleur à midi, une deuxième à trois heures, une autre à six heures et la dernière à neuf heures, peu importe laquelle. Il devrait y avoir une tache de rouge, de jaune, de bleu et de vert. Ne heurtez pas la table et ne faites rien qui pourrait mélanger les couleurs.
  5. Prenez un cure-dent et plongez-en la pointe dans le détergent.
  6. Enfoncez l’extrémité du cure-dent enduite de détergent au milieu du bol de lait et maintenez-la dans le liquide au moins 30 secondes. Observez soigneusement ce qui se passe. Les couleurs se mélangent-elles immédiatement ou tourbillonnent-elles simplement chacune dans leur coin? Ne brassez pas le lait avec le cure-dent.
  7. Soulevez le cure-dent et touchez le lait au centre d’une tache de couleur. Observez attentivement.
  8. Touchez d’autres endroits du lait avec le cure-dent après l’avoir trempé dans le détergent, au besoin. Poursuivez vos observations.
  9. Lorsque l’activité est terminée, jetez le lait dans l’évier.

Observations

Au début, les colorants tourbillonnent  de diverses façons à la surface et sous la surface du lait pendant plusieurs minutes. Remarquez que les couleurs ne se mêlent pas. Elles tourbillonnent chacune de leur côté. La durée du phénomène dépendra de la température du liquide et de la quantité de détergent employée. S’il y a lieu, reprenez la sixième étape pour réenclencher le mouvement du colorant. Plonger le cure-dent à un nouvel endroit peut entraîner le mélange subséquent des couleurs.

Qu’est-ce-qui se passe?

Les colorants tourbillonnent à cause des changements de tension superficielle qui se produisent dans le lait une fois qu’on y a ajouté une goutte de détergent liquide. En effet, les molécules de détergent ont une extrémité polaire partiellement chargée et une extrémité non polaire qui ne l’est pas. Elles se lient donc faiblement à l’extrémité polaire ou non polaire des molécules voisines. Quand on le dépose au centre du bol, le détergent se lie légèrement à l’eau du lait, ce qui en réduit la tension superficielle. Le liquide s’écoule plus facilement, ce qui déclenche indirectement le mouvement tourbillonnant.

Gouttes de couleur

Examiner la façon dont le colorant alimentaire se déplace dans divers liquides.

Matériel

  • gobelets en plastique
  • eau
  • sel
  • eau de Seltz
  • colorant alimentaire

Procédure

  1. Remplissez deux gobelets en plastique d’eau aux deux tiers.
  2. Ajoutez une goutte de colorant dans le premier et observez immédiatement ce qui se passe.
  3. Ajoutez du sel au deuxième et mélangez bien jusqu’à dissolution. Ajoutez une goutte de colorant et observez.
  4. Remplissez le troisième gobelet aux deux tiers d’eau de Seltz et ajoutez-y une goutte de colorant. Notez vos observations.

Observations

Dans l’eau ordinaire, le colorant s’enfonce lentement en tourbillonnant et s’étend à l’ensemble du liquide. Dans l’eau salée, il descend avant de remonter. Dans l’eau de Seltz, il se disperse plus vite et colore l’eau uniformément.

Qu’est-ce qui se passe?

Verser du colorant alimentaire dans l’eau du robinet n’a d’autre effet que pâlir la couleur (la diluer). Les bulles de gaz de l’eau de Seltz accélèrent cette réaction, un peu comme une cuillère invisible. Les molécules du colorant sont vite dispersées et transportées partout dans le liquide. L’eau salée est plus dense. Ce qui l’est moins flottera donc à la surface. C’est le cas du colorant (une goutte d’eau colorée).

Remarque : Toutes les activités ont été adaptées de multiples sources par le scientifique du CNRC Mike Day.