Une expérience pour découvrir l'impact de l'évaporation sur la concentration des polluants.
Difficulté
Facile
Durée
15 minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la matière
Introduction
Lorsque l'eau s'évapore, que deviennent les éléments qu'elle contient ? Est-ce que la pollution disparait ? Découvrons-le ensemble !
- Matériel et outils
Verre 
Un verre est un récipient utilisé pour boire de forme tubulaire, dont les parois sont solidaires et hermétiques. Il est destiné à recevoir des liquides. Il est constitué d'une paraison (corps ou contenant du verre), d'une jambe et d'un pied. Le terme désigne aussi, par métonymie, le contenu de ce récipient : on dit qu'on "boit un verre d'eau".
Couvercle 
Un couvercle est un élément mobile de forme plate servant à fermer un récipient ou un emballage. Il peut être amovible ou fixé au récipient par une charnière. Il est dans certains cas muni d'un organe de préhension parfois appelé fretel : anneau, poignée, bouton ou forme ornementale (fruit, légume ou encore gland...).
Colorant 
Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.
En chimie, les groupement d'atomes dont l'absorption lumineuse cause la couleur s'appelle un chromophore. Un colorant soluble se désigne comme teinture, sinon c'est un pigment.
Dans les techniques d'application, comme la pharmacie ou la cuisine, un colorant peut contenir une combinaison de molécules solubles et de particules insolubles. En biologie, on parle de pigments plus que de colorants, dans tous les cas.Étape 1 - Préparer les verres
Pour commencer, remplir d'eau deux verres identiques, au même niveau.
Noter le niveau avec un marqueur ou un élastique.
Ensuite, ajouter une ou deux gouttes d'encre dans chaque verre. Attention ! Il faut en ajouter le même nombre dans les deux.
Sur l'un des deux verres, placer une coupelle ou un couvercle de bocal de façon à le fermer. Ce verre peut rester sur la table, il ne servira qu'à la fin de l'expérience.
Étape 2 - Laisser s'évaporer
Pour notre expérience, nous utiliserons un seul des deux verres.
S'il fait assez beau, le laisser en extérieur, de préférence contre un mur ou sur une surface noire pour qu'il reçoive de la chaleur.
Si le temps est mauvais, un adulte peut le placer dans un four réglé sur 150°C.
Attention, les élastiques ne peuvent pas aller au four !
Une fois le bocal en place, il faut laisser le temps faire ! Le laisser en place et revenir au bout d'une heure ou deux.
Étape 3 - Observer le résultat
Au bout d'un moment, on remarque que le niveau d'eau a baissé dans le bocal qu'on a mis au soleil ou au four.
Pour bien observer le résultat, il faut qu'il ait baissé au moins de moitié.
Bien observer la couleur de l'eau dans chaque verre et comparer.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Puisque nos deux verres étaient identiques et qu'un seul des deux a subi l'expérience, il est possible de les comparer.
Dans le verre qui a été au soleil ou au four, le niveau d'eau a baissé. et la couleur est plus intense.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
- Si les verres sont différents ou si la quantité d'eau ou d'encre varie, il sera difficile de comparer.
- Si l'eau ne s'évapore pas assez, la différence sera difficile à voir.
- Si le colorant utilisé est thermosensible, il peut se dégrader ou s'évaporer.
Explications
Ce phénomène qu'on observe est appelé concentration. La même quantité d'éléments (ici, le colorant) se retrouve dans une plus petite quantité d'eau : la couleur est alors plus marquée.
Il est possible de rajouter de l'eau jusqu'au trait. Au contraire, si le niveau de l'eau dans le verre qui a subi l'évaporation est à la moitié de l'autre, on peut doubler la quantité d'encre dans le verre plein. Dans les deux cas, la couleur redevient alors la même dans les deux verres.
Plus d'explications
La concentration est le rapport entre la quantité d'un élément et le volume qui le contient.
On prépare deux verres, mais l'un des deux ne va pas servir à l'expérience. En science, on appelle cela un "témoin" . Il nous permettra de comparer l'impact de notre expérience sur notre verre "test", puisque la seule différence entre les deux sera l'expérience que nous aurons réalisé.
Applications : dans la vie de tous les jours
Lorsque le niveau des nappes souterraines baisse, la concentration des polluants et minéraux augmente, jusqu'à dépasser parfois les normes de potabilités.
Éléments pédagogiques
Pistes pour animer l'expérience
Il est possible de remplacer le colorant alimentaire par de l'encre effaçable. Cela créé un effet de surprise car la pollution "disparait". Une goutte de vinaigre blanc la fait réapparaitre. C'est l'occasion de parler des différentes pollution et de leur évolution dans le milieu naturel. Certaines changent de forme ou se dégrade en d'autres molécules, les rendant difficiles à suivre et à quantifier mais pas forcément moins toxiques. C'est le cas du glyphosate, par exemple.
Pour concrétiser la notion de concentration, on peut verser du sucre dans un petit volume d'eau et goûter. Ensuite, verser ce volume d'eau dans une grande bouteille et la remplir d'eau. Dans le premier cas, l'eau est sucrée, dans le second elle ne l'est plus. La quantité de sucre reste la même, mais le volume augmente. Puisque la concentration et la quantité divisée par le volume, celle-ci diminue !
Dernière modification 13/05/2023 par user:UnAutreJules.
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