- enseignement Catholique

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HPT
Formation scientifique
UAA4
AUTEURS : Philippe Capelle, Brigitte Janssens, Pascale Papleux, Pascale Sartiaux
Fiche d’expérience 5
Réaction entre le bicarbonate de sodium et le
vinaigre
Cette expérience peut être réalisée par les élèves moyennant le respect de certaines précautions (voir
le point 6. Analyse de risques) : dans ce cas, les points 2 et 4 leur sont destinés.
1. Objectifs de l’expérience
Grâce à la série de manipulations ci-dessous, la mise en évidence de ce qu'est une réaction chimique
d'un point de vue macroscopique (un phénomène macroscopique est un phénomène dont nous
pouvons observer certaines caractéristiques à l'œil nu) pourra être réalisée. Ce sera également
l’occasion de vérifier que la masse est conservée dans un milieu fermé.
2. Matériel et produits
-
bicarbonate de sodium NaHCO3 (ou hydrogénocarbonate de sodium)
du vinaigre
2 erlenmeyer 125 mL
1 ballon de baudruche
2 petits tubes à fond plat
1 balance
3. Notes techniques
Pour estimer la masse, une balance à affichage digital est utilisée. Un appareil précis au dixième de
gramme possède une précision suffisante pour l’expérience.
Il faut s’assurer, avant de débuter les expériences, que les élèves sachent utiliser correctement cette
balance :
- Avant d’effectuer les mesures, tarer l’appareil (« remettre à zéro ») ;
- Poser l’objet à mesurer sur la balance et lire la masse qui s’affiche ;
- Noter la masse selon le modèle suivant : m = … g, avec un chiffre après la virgule.
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4. Procédure
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Placer 5 g de bicarbonate de sodium dans l’erlenmeyer.
Verser 15 mL de vinaigre dans le petit tube à fond plat.
Introduire le tube dans l’erlenmeyer sans le faire tomber.
Peser l’ensemble. Noter la masse au dixième de g près.
Agiter l’erlenmeyer pour faire tomber le petit tube, mettant ainsi en contact le vinaigre
avec le bicarbonate de sodium.
Qu’observez-vous ?
Agiter doucement le tout jusqu’à la fin de la réaction.
Lorsque la réaction est terminée, peser à nouveau. Noter la masse au dixième de g
près et comparer cette masse avec celle mesurée avant la réaction. Que constatezvous ? Comment expliquer ces résultats ?
Placer 5 g de bicarbonate de sodium dans le deuxième erlenmeyer.
Verser 15 mL de vinaigre dans le deuxième petit tube à fond plat.
Introduire le tube dans l’erlenmeyer sans le faire tomber.
Refermer l’erlenmeyer avec le ballon de baudruche.
Peser l’ensemble. Noter la masse au dixième de g près.
Agiter l’erlenmeyer pour faire tomber le petit tube, mettant ainsi en
contact le vinaigre avec le bicarbonate de sodium.
Qu’observez-vous ?
Agiter doucement le tout jusqu’à la fin de la réaction.
Lorsque la réaction est terminée, peser à nouveau. Noter la masse
au dixième de g près et comparer cette masse avec celle mesurée
avant la réaction. Que constatez-vous ? Comment expliquer ces
résultats ?
5. Note pour le professeur
Pour faciliter l’analyse des résultats, il peut être proposé aux élèves un tableau (voir ci-après).
Masse avant la réaction
Masse après la réaction
Système ouvert
Système fermé
Le phénomène observé est une réaction chimique entre le bicarbonate de sodium (ou
hydrogénocarbonate de sodium) et le vinaigre (le vinaigre est une solution aqueuse d’acide
acétique) : lorsque le vinaigre entre en contact avec le bicarbonate de sodium, il y a une
effervescence (comme lorsque l’on dissout un comprimé d’aspirine dans un verre d’eau). L’équation
chimique sous sa forme nominative est :
hydrogénocarbonate de sodium + acide acétique → acétate de sodium + dioxyde de carbone + eau
Dans la première expérience, l’erlenmeyer n’est pas fermé, il s’agit donc d’un système ouvert.
Lorsque le mélange entre le bicarbonate de sodium et le vinaigre a lieu, produisant du dioxyde de
carbone, gaz présent naturellement dans l’air. L’effervescence observée dans l’erlenmeyer permet
de visualiser la production de ce gaz. Ce gaz peut s’échapper de l’erlenmeyer. Cela explique la
différence de masses observée avant et après l’expérience. Cela permet également de se rendre
compte qu’un gaz a une masse non négligeable.
Dans la deuxième expérience, le système est fermé. Dans ce cas, le dioxyde de carbone ne peut
pas s’échapper. Dans ce cas, il n’y a pas de différence de masse avant et après l’expérience.
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On peut donc déduire que, lors d’une réaction chimique,
-
des substances disparaissent (on voit que le bicarbonate de sodium est dissout) et des
substances apparaissent (effervescence visible à l’œil nu) ;
-
si le système est fermé, il y a conservation de la masse.
L’expérience peut être réalisée avec du matériel réduit. Dans le cas du système fermé, il
faut :
- bicarbonate de sodium NaHCO3 (ou hydrogénocarbonate de
sodium)
- du vinaigre
- 1 bouteille en plastique de 33 cL
- 1 ballon baudruche
- 1 balance
Placer 5 g de bicarbonate de sodium dans le ballon baudruche.
Verser 15 mL de vinaigre dans la deuxième bouteille.
Placer le ballon baudruche sur le goulot de la bouteille sans faire tomber le bicarbonate.
Peser l’ensemble. Noter la masse au dixième de g près.
Soulever le ballon baudruche afin de faire tomber le bicarbonate dans le vinaigre. Qu’observezvous ?
Agiter doucement le tout jusqu’à la fin de la réaction.
Lorsque la réaction est terminée, peser à nouveau. Noter la masse au dixième de g près et
comparer cette masse avec celle mesurée avant la réaction. Que constatez-vous ? Comment
expliquer ces résultats ?
Remarque :
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2)
3)
4)
5)
6)
7)
6. Sécurité
La réalisation d’expériences en particulier en chimie suppose le respect d’un certain nombre de règles
permettant à chacun, élèves et professeur, de vivre ces séances de laboratoire dans les meilleures
conditions de sécurité.
Pour chaque local où se déroulent de telles expériences, existe un règlement de laboratoire, approuvé
par le Conseiller en Prévention. Il sera signé par le chef d’établissement, le professeur, l’élève et ses
parents/responsables.
Chaque élève a une bonne connaissance de ce document.
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Analyse de risques
Phases
Avant
(Professeur)
Pendant
(Professeur
et élèves)
Sources de danger
Points-clés
Organisation
classe
de
Nature du risque
Mesures de prévention préconisées
/
Afin de limiter les déplacements, installer
des postes de travail avec tout le matériel
nécessaire pour le groupe.
/
/
Coupures si de la verrerie est
cassée
Les élèves appellent le professeur qui se
charge lui-même de ramasser les débris.
la
Système ouvert
Système fermé
Après
(Professeur
et élèves)
Nettoyage et rangement de la verrerie
7. Développement attendu principalement visé
Sur base d’une expérience réalisée en classe, mettre en évidence la conservation de la masse (A1).
Les élèves réalisent des expériences de changements d’états et de transformations chimiques. Ils
constatent que si le système est fermé, la masse se conserve.
8. Lien
-
http://www.edu.gov.mb.ca/frpub/ped/sn/dmo_s2/annexes_word/reg2_ann_13.doc
(page consultée le 1 septembre 2015)
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