FusÃ©e chimique

De Wikidebrouillard.

Article incomplet en cours de rédaction

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Sommaire

1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
- 3.1 La manipulation
- 3.2 Que voit-on ?
4 Explications
- 4.1 De manière simple
- 4.2 Allons plus loin dans l'explication
5 Liens avec d'autres expériences
- 5.1 Expériences sur Wikidébrouillard
- 5.2 Autres expériences
6 Applications : liens avec le quotidien
7 Catégories

Présentation de l'expérience

Comment construire une fusée chimique ?

Matériel

2 grandes bouteilles en plastique (1,5 L)
Du vinaigre blanc (le blanc est plus acide que le rouge)
Du bicarbonate de sodium
Du papier WC ou mouchoir en papier
De la ficelle
Un bouchon en liège
Un cône de chantier
Un cutter
Du ruban adhésif

L'expérience

La manipulation

La fusée

Couper une bouteille en deux, afin de réaliser l'ogive de la fusée.

Scotcher la moitié supérieure de la fusée coupée sur la partie inférieure de la bouteille entière (on peut décorer cette dernière).

Verser environ 15 cL de vinaigre dans la bouteille.

Prendre une, voire deux feuilles de papier WC, disposer du bicarbonate de soude le long jusque 1 ou 2 cm de chaque bord. Puis faire un boudin avec le tout. Fermer les extrémités en faisant un double nœud bien serré avec la ficelle. Laisser 5 cm de ficelle d'un côté.

Mettre le boudin dans la bouteille, sans qu'il soit en contact avec le vinaigre. Coincer la ficelle à l'aide du bouchon de liège, tout en la laissant dépasser hors de la bouteille.

La base de lancement

Couper l'extrémité du cône de chantier (pour garantir la stabilité de la fusée).

Lancement !

À FAIRE DEHORS

Retourner la bouteille : le vinaigre vient inonder le sachet de bicarbonate de soude.

RECULEZ DE 2 MÈTRES PENDANT LA RÉACTION AFIN DE NE PAS RECEVOIR DE PRODUIT SUR LES VÊTEMENTS.

Que voit-on ?

La fusée décolle !! Un jet de vinaigre s'échappe de la fusée, qui est propulsée dans les airs à plusieurs dizaines de mètres d'altitude.

Explications

De manière simple

Le bicarbonate de sodium réagit avec le vinaigre (réaction acido-basique). Ceci entraîne un dégagement de gaz (dioxyde de carbone CO₂). Ce gaz exerce une pression sur le bouchon de liège. Lorsque la pression est trop forte, le bouchon de liège est propulsé, laissant s'échapper le vinaigre de la bouteille à grande vitesse, ce qui fait décoller la fusée.

Allons plus loin dans l'explication

Le bicarbonate de soude s'écrit avec la formule suivante :

NaHCO₃

Quand il est dissout dans l'eau, le bicarbonate de soude se sépare en ions sodium (Na+) et en ions bicarbonate (HCO₃-) :

NaHCO₃ ---> Na+ (aq) + HCO₃- (aq)

Dans l'eau, le vinaigre, une solution faible en acide acétique (5%), se dissout partiellement en hydrogène (H+) et en ions acétate (CH₃COO-) :

CH₃COOH <--> H+ (aq) + CH₃COO-(aq)

La réaction bicarbonate de soude et vinaigre est en fait le résultat de deux réactions : une réaction acide-base suivie d'une réaction de décomposition.

Quand les deux ingrédients sont mélangés, les ions d'hydrogène (H+) du vinaigre réagissent avec les ions bicarbonate du bicarbonate de soude pour former un nouveau produit chimique appelé l'acide carbonique (H₂CO₃).

H+ + HCO₃- ---> H₂CO₃

L'acide carbonique ainsi formé se décompose immédiatement en un gaz, le dioxyde de carbone (CO₂), et en eau (H₂O).

H₂CO₃ ---> H₂O + CO₂

C'est le dioxyde de carbone qui est responsable de la formation de bulles et de mousse dès qu'on mélange du bicarbonate de soude et du vinaigre.

L'ensemble de la réaction est fréquemment écrit comme suit :

NaHCO₃ (aq) + CH₃COOH (aq) ---> CO₂ (g) + H₂O (l) + CH₃COONa (aq)