cristallisation sulfate cuivre et refroidissement

Influence de la vitesse de refroidissement sur la cristallisation
chimique
I) Présentation de l’expérience :
Pour cette expérience, nous avons du faire une solution de sulfate de cuivre saturée à 90°.
Pour connaître cette saturation nous nous sommes renseignés sur (source).
Celle-ci est de 82g/100mL à 90°C.
Nous devions préparer 20 mL de solution, donc avec 16,4 grammes de sulfate de cuivre.
Nous avons donc du tout d’abord peser cette masse .Pour cela nous avons utilisé le dispositif
suivant :
Puis nous avons utilisé une plaque chauffante pour dissoudre le sulfate de cuivre déshydraté
dans de l’eau distillée dans un bêcher, tout en mélangeant pour assurer une homogénéité,
comme le montre ce schéma suivant :
Ensuite, après dissolution complète, nous avons prélevé dans une seringue 3mL de solution
comme le montre le schéma ci-après :
Puis nous avons directement vidé la solution dans un tube à essai :
Nous avons répété cette manipulation 3 fois pour obtenir 3 tubes a essai contenant chacun
3mL de solution. Puis nous avons suspendu une petite corde au dessus de chaque tube à essai
comme le montre ce schéma :
Comme cette expérience porte sur la durée de refroidissement, nous avons donc réfléchi à
trois cas ou la durée de refroidissement variait.
Le premier est celui où le refroidissement est rapide. Pour cela, il nous fallait des glaçons qui
donneraient à l’ensemble une température à deux degrés, avec de la glace pillée, comme le
montre ce dessin :
Puis nous avons laissé un tube à température ambiante, pour assurer un refroidissement plus
lent (la température ambiante était de 20°C) :
Ensuite, il nous fallait un matériau qui conserve la chaleur un temps assez long pour que la
durée de refroidissement soit lente.
Nous avons donc choisi le polystyrène :
Nous avons laissé ces trois dispositifs différents durant quinze minutes, puis nous avons retiré
les cordes des tubes.
II) Observation :
En retirant ces trois cordes, nous avons obtenu trois groupes de cristaux de sulfate de cuivre,
qui avaient leurs cristaux de taille différente :
-Le premier, qui avait refroidi dans un milieu à 2°C dans la glace, avait peu de cristaux d’une
taille faible ;
-Le second, qui avait refroidi dans un milieu à 20°C à température ambiante, avait plus de
cristaux que le premier et était d’une taille moyenne ;
-Le troisième, qui avait refroidi dans un milieu conservateur de température, le polystyrène
avait plus de cristaux qui étaient bien plus volumineux que les deux autres.
II) interprétation :
Cette observation s’explique par l’agitation moléculaire.
En effet, les molécules de CuSo4 dans une chaleur importante étaient animées par une
agitation d’autant plus importante que la température était grande.
Cette agitation permettait une agrégation rapide des molécules.
Or, lorsque cette température baisse, l’agitation moléculaire aussi et ceci ne peut que
restreindre la formation de cristaux même si la solution est sursaturée.