à propos de l'effet geyser coca-cola mentos

[chocoaddict44]

Bonjour,

je m'intéresse à ce qui se passe quand on met en contact du coca-cola avec des bonbons poreux type Mentos. J'ai vu sur différentes sources que les mentos avaient pour effet d'accélérer le dégazage du coca-cola, je me demande alors si ce qui se passe lorsque le " geyser" jaillit, est-ce une transformation physique ou chimique?

[physicus]

transformation physique

on provoque l'apparition des bulles dans le mélange liq-gaz dissout grâce à la silice qui compose la croûte des bonbons, c'est comme les bulles de champagnes dans un verre où il y a du calcaire ou la pière ponce dans un chauffage à reflux ou une distillation.

comme la bouteille finit en entonnoir, à débit identique mais diamètre décroissant, le fluide avance de plus en plus vite d'où l'éruption

j'avais testé la manip du Mentos coca, on retrouve après le dégazage les bonbons intacts, la croûte un peu abîmée, sans doute du sucre glace s'étant dissout dans l'eau du coca et laissant apparent le substrat de silice.

[xavier29]

Transformation chimique, je dirais.
- Le gaz dissous a créé des liaisons avec d'autres espèces du liquide. C'est un composé différent de la molécule présente dans le gaz libéré.
- Ce n'est pas un changement d'état.

Pas sûr à 100% , mais transformation physique me parait encore plus bizarre.

[Aranel53]

Comme d'habitude, la question est avant tout : "à partir de quand parle-t-on d'une transformation physique ou chimique ?"

Un changement d'état est assimilé à une transformation physique. Pourtant avant, après, il y a modification des molécules, les hydrogènes des molécules d'eau se baladent d'une molécule à l'autre par exemple... Bon. Du coup on a un changement chimique, non ?
Pareil pour la dissolution, la solvatation, la complexation... bref. Souvent il y a la valeur 100kJ par mole de liaisons qui est avancée pour le seuil entre transformation chimique et physique. Pourquoi pas et on s'en fout un peu à un certain niveau... (voire on s'en fout carrément puisque la limite est arbitraire).

Si on considère que le CO2 dissous a créé des liaisons avec l'eau, ce qui est vrai car en milieu acide il doit exister majoritairement sous forme d'acide carbonique H2CO3, on doit aussi considérer une dissolution de sel comme une réaction chimique puisque les ions sont solvatés voire complexés par les molécules d'eau... Mais je ne pense pas cela pertinent, et garder l'idée que la molécule est présente et ne fait que changer de phase me parait plus logique dans une description vulgarisée en collège.

Donc ici on a du CO2 dissous dans une boisson, et il y a un blocage cinétique du dégazage spontané. Le CO2 devrait dégazer mais cela se fait lentement à l'air libre. Mais si on ajoute un solide pulvérulent dedans, le dégazage s'amorce plus rapidement. Donc réaction physique pour moi. On a juste fait sortir plus vite le CO2 dissous qui serait sorti de toutes façons tout seul au bout d'un moment...

[S.F]

Bonjour, transformation physique pour moi aussi.
Un collègue Utubeur a fait d'ailleurs une très bonne explication du phénomène.
http://blablareau-chimie.fr/effet-cola-mentos-2/

[xavier29]

Si on considère que le CO2 dissous a créé des liaisons avec l'eau, ce qui est vrai car en milieu acide il doit exister majoritairement sous forme d'acide carbonique H2CO3, on doit aussi considérer une dissolution de sel comme une réaction chimique puisque les ions sont solvatés voire complexés par les molécules d'eau... Mais je ne pense pas cela pertinent, et garder l'idée que la molécule est présente et ne fait que changer de phase me parait plus logique dans une description vulgarisée en collège.

Euh, oui la dissolution du sel est bien une transformation chimique : une solvatation. La transformation physique du sel, c'est sa fusion.

Je maintiens que la dissolution du CO2 dans l'eau est une transformation chimique (formation de H2CO3) . Et l'inverse aussi.

Ou alors on parle de transformation physico-chimique .

[Aranel53]

La clé est le fait que dans une transformation chimique on modifie la structure moléculaire "définitivement" , si on commence à dire à des collégiens que dissoudre du sel et faire brûler du papier ce sont des transformations chimiques dans les deux cas, on n'amène pas assez clairement la notion de réactif et de produit de la réaction à mon avis.

Ici, comme dans le cas de la dissolution / évaporation on récupère la même chose qu'au début donc on a transformation physique car on n'a pas changé "grand chose" pour revenir à l'état initial. C'est discutable mais nécessaire à mon avis en collège.

Bon ensuite, la distinction n'est pas primordiale...

Mais pour revenir au coca mentos, on ajoute du CO2 dans la boisson pour faire du coca et ensuite on le refait sortir. Même chose à la fin et au début. Du point de vue de l'état initial et de l'état final il y a la même chose donc on a une transformation physique (qui certes passe par d'autres substances, on est bien d'accord).

En tous cas, il est pour moi faux de dire qu'il y a une réaction chimique entre le coca et le mentos ce qui est souvent imaginé par les élèves, puisque le sucre ne sert pas en tant que composé chimique (réactif) mais en tant que substrat de nucléation du dégazage. Comme dit plus haut, on aurait un phénomène similaire en ajoutant de la pierre ponce ou n'importe quoi contenant des aspérités... Ou juste en secouant violemment la bouteille !
D'ailleurs, dire qu'en milieu acide on est sous forme H2CO3 est plus que discutable... mais bon on ne va pas chipoter.

Xavier29, si tu fais fondre puis solidifier du soufre par exemple, tu parlerais de transformation physique ou chimique alors ?

[xavier29]

Mais pour revenir au coca mentos, on ajoute du CO2 dans la boisson pour faire du coca et ensuite on le refait sortir. Même chose à la fin et au début. Du point de vue de l'état initial et de l'état final il y a la même chose donc on a une transformation physique (qui certes passe par d'autres substances, on est bien d'accord).

Dans l'expérience de la bouteille bleue on retrouve la même molécule, pourtant il y a bien eu deux transformations chimiques. C'est le principe des réactions inversibles.

En tous cas, il est pour moi faux de dire qu'il y a une réaction chimique entre le coca et le mentos ce qui est souvent imaginé par les élèves,

Oui je suis d'accord : pas de réaction chimique entre le coca et le mentos. Le mentos est une sorte de... catalyseur ?
Lors de la dissolution du CO2 le gaz réagit avec l'eau, c'est une réaction chimique inversible.
Réactifs : CO2 et H2O
Produit : H2CO3 (acide carbonique)
Inversement pour la libération de CO2.

Xavier29, si tu fais fondre puis solidifier du soufre par exemple, tu parlerais de transformation physique ou chimique alors ?

Je parlerai de deux transformations physiques.

[xavier29]

Je reviens sur la question de la dissolution du sel dans l'eau : transfo chimique ou physique ?
Lors du test au sulfate de cuivre on dit bien qu'il y a une transformation chimique lorsqu'il réagit avec l'eau, en effet il s'agit là d'une dissolution par solvatation (hydratation) des ions cuivre, non ? On parle d'équation de la réaction de dissolution d'un composé ionique, par exemple : NaCl(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq)
A l'inverse on parle de réaction de précipitation.
Pour moi la dissolution d'un composé ionique est une transformation chimique.

[Aranel53]

J'ai donné la réponse plus haut. Il n'existe pas de définition précise, on fait comme on peut.

Mais je reste convaincu qu'en collège il ne faille pas parler de réaction chimique pour une dissolution ou un changement d'état. Alors que pour la plupart des solides quand on fait fondre et resolidifier on n'aboutit pas à la même forme allotropique (le beurre de cacao dans le chocolat en est un (très) bon exemple ! miam ! ).

Pour le sulfate de cuivre c'est davantage la complexation qui produit la couleur bleue (et encore, si je me souviens bien, c'est la distorsion de l'octaèdre dû à l'effet Jahn-Teller qui permet la transition, pourtant interdite de spin, donc une solution très très peu colorée... c'est vieux tout ça).

La complexation est un peu entre les deux. A mi-chemin entre une réaction chimique avec rupture et créations de liaisons covalentes et un changement d'état, au point de vue énergie de liaison.

Mon exemple plus haut sur le soufre est très clair, entre du soufre bi sublimé que tu fais fondre et que tu solidifie rapidement, tu n'as plus du tout les mêmes molécules, est-ce pour autant une réaction chimique ? voir les formes allotropiques du soufre...
Pareil pour le phosphore, ce qui a d'ailleurs permis de passer des allumettes au phosphore blanc extrêmement toxiques et très très inflammables au phosphore rouge utilisé dans les allumettes de sureté, mais ça reste du phosphore pur. Donc que dire aux élèves de collège ?

Donc oui bien sûr la réalité est complexe et on met le curseur où on veut/peut en rester cohérent et efficace mais pour moi, il ne faut absolument pas dire qu'il y a réaction chimique entre le coca-cola et le mentos pour revenir au sujet initial.