Si vous êtes de la même génération que nous (parents), vous avez forcément été hypnotisés devant ces lampes à lave de notre enfance, avec leurs globules de couleurs qui montaient et descendaient. C’est le genre de gadget qui va complètement fasciner un enfant pendant quelques temps, mais qui trop souvent fini oublié au fond d’un placard ou à ramasser la poussière sur une étagère.
Nous vous proposons donc de canaliser au maximum cette fascination éphémère tout en y injectant une bonne dose de connaissance et de curiosité – car nous vous expliquerons comment fabriquer une lampe à lave à la maison avec quelques ingrédients de tous les jours.
Découvrez l’activité en vidéo ou dans l’article ci-dessous, avec tous les ingrédients dont vous avez besoin!
Concepts explorés: chimie, molécules, flottabilité, densité, polarité.
Si vous regardez autour de vous dans la cuisine, vous trouverez certainement un nombre de liquides différents: l’eau, le lait, la grenadine, l’huile. Ces liquides ont des propriétés différentes qu’on peut voir, sentir ou goûter (opaque/transparent, texture grasse, etc.).
Chaque liquide a aussi d’autres propriétés qui sont moins faciles à remarquer car on ne les voit pas. Ils ont par exemple tous une densité différente. Par exemple, l’huile a une densité plus basse que l’eau, et en conséquence, flotte au-dessus de l’eau lorsque ces liquides sont en contact.
Les liquides sont composés de molécules qui ont des propriétés chimiques différentes. Certaines molécules sont polaires, ce qui veut dire qu’elles ont des charges électriques non-équilibrées. Ces molécules se mélangent bien avec d’autres molécules apolaires: le lait et le jus, l’eau et le sirop. Mais si vous tentez de mélanger de l’eau et de l’huile, même avec beaucoup d’effort et de volonté, les liquides « veulent » rester séparés.
Voila un peu de théorie qui va nous permettre de créer – enfin – notre propre lampe à lave!
Matériel:
- Verre transparent
- Eau du robinet
- Huile végétale (tournesol, colza, olive, etc).
- Colorant
- Bicarbonate de sodium
- Acide citrique (ex: vinaigre blanc)
- Torche
- Faites un mélange 50% bicarbonate de sodium et 50% acide citrique.
- Remplissez un quart du verre avec de l’eau
- Ajouter quelques gouttes de colorant
- Remplissez le reste du verre avec de l’huile (jusqu’au 3/4), et tenez le verre au dessus de la lampe torche.
- Versez une cuillère à café de votre mélange. Observez ce qu’il se passe.
- Versez une seconde cuillère à café de votre mélange. Combien de temps les bulles durent à chaque cuillère?
- Essayez avec différentes quantités de mélange. Quelles différences remarquez-vous?
- Mettez du sel à la place du mélange. Que se passe-t-il?
Comment ça marche?
Lorsque vous versez l’huile dans le verre, vous verrez qu’elle ne se mélange pas avec l’eau. Elle forme une couche au-dessus. Il y a deux raisons pour cela. La première est que l’huile et l’eau ont une densité différente: l’huile est plus légère, et donc flotte au-dessus de l’eau. La seconde est que les molécules de l’eau et du colorant sont polaires, et donc elles se mélangent bien. Mais les molécules de l’huile sont apolaires, elles ne se mélangent donc pas avec l’eau. C’est pour cela que vous finirez toujours avec le même résultat, peu importe l’ordre dans lequel vous versez les éléments dans le verre. L’eau et le colorant couleront toujours au fond, et l’huile flottera toujours au-dessus, sans se mélanger.
Lorsqu’on met du bicarbonate de sodium et de l’acide citrique dans le verre, le mélange coule au fond. Il traverse l’huile sans qu’il y ait de réaction chimique. Lorsqu’il rentre en contact avec l’eau par contre, une réaction chimique à lieu, qui génère des bulles de dioxide de carbon gazeux. Les bulles sont moins denses que l’eau et l’huile, et donc elles montent vers la surface, mais elles emportent avec elles des petites bulles d’eau qui traversent l’huile. Les bulles arrivent à la surface et s’échappent du verre. L’eau retombe donc au fond du verre et traverse à nouveau l’huile dans l’autre sens, créant ainsi une lampe à lave!
