Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Sur les expériences et manipulations, buts, pertinence, déroulement, explication scientifique, organisation pratique et trucs et astuces... Pour les documents pédagogiques, merci de les placer dans la section du niveau concerné.

Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Messagede Nini65 » 01 Déc 2021, 20:07

Bulles explosives avec un mélange de butane et de dioxygène. Combustion du butane.
Pour ceux qui n'auraient jamais fait ces expériences, vous pouvez profiter de la voir en vidéo puisque je l'ai filmée pour les élèves de 4èmes qui étaient en distanciel. Et maintenant, elle me sert pour les élèves absents ou pour les 3èmes au moment des révisions s'ils le souhaitent.
Je réalise chaque année cette expérience en 4ème à la fin du thème "organisation de la matière".
Image

Vous pouvez passer le début où j'explique la combustion du butane et où je réalise les deux tests pour mettre en évidence les produits formés.
Lors de l'enregistrement, le son est un peu amoindri. En fait c'est assez fort et il faut se protéger les oreilles.
Voici le lien: https://youtu.be/rNCabCiaAEw

Intérêts de cette expérience:
- Elle permet de montrer que certains mélanges sont explosifs. Elle montre les dangers de ces mélanges car si une bulle fait un tel bruit, les élèves comprennent tout de suite ce qui se passerait pour un volume plus grand comme un appartement.
- Elle permet de revoir la notion de transformation chimique et la conservation des atomes comme dans un exercice. L'équation est présentée avec les modèles moléculaires (c'est dans la vidéo) et les élèves doivent vérifier la conservation des atomes puis écrire l'équation bilan avec les formules chimiques et les coefficients stœchiométriques (ils comptent les molécules).
- Elle permet de montrer l'importance des coefficients stœchiométriques pour réaliser le bon mélange (petit pas vers le lycée)


Avant (il y a longtemps :P ...) je la faisais avec un mélange de méthane et de dioxygène. Comme le méthane et le dioxygène se mélangent assez bien, elle était plus facile à réaliser. Mais on n'a plus le droit au gaz de ville sniff...Avec le butane, qui lui est plus lourd que le O2, c'est moins facile. Je montre dans la vidéo comment faire pour que le mélange se fasse bien. Cela pourrait en intéresser certains si vous avez du mal à la réussir.

Attention il est nécessaire de faire mettre, à l'élève qui va approcher la flamme de la bulle, un coton dans chaque oreille.
Attention également tous les briquets n'ont pas forcément du butane à l'intérieur, il faut vérifier.
Remarque: je viens de m'apercevoir que d'autres sujets traitaient de ces bulles explosives, je suis nouvelle sur le forum. Je n'ai pas pris le temps, car je ne l'ai pas, de lire ces sujets, j'en suis désolée.
La vidéo a l'intérêt de mettre en image cette expérience et je pense que cela peut être utile pour ceux qui ne l'ont jamais vue d'où mon partage.
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Re: Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Messagede Aranel53 » 01 Déc 2021, 20:36

Je trouve aussi fort important cette expérience. Et j'aime bien la mener en faisant travailler les élèves sur la stœchiométrie justement.

Et ils sont bien déçus par la flamme orange du début...

N'empêche, je trouve que tu allume des bulles sacrément grosses ! Je comprends que ça fasse sursauter !: :mrgreen:

Voir ici, j'avais raconté mon protocole pour le faire faire aux élèves eux-mêmes :
Danger des explosions : mélange stoechiométrique O2/butane
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Re: Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Messagede Jimmy » 01 Déc 2021, 20:56

Cette expérience est effectivement excellente.
Avant celle ci je fait réaliser des mélanges dihydrogène dioxygène produit par électrolyse sur des tubes gradués en fraction. (Moitie, quart, tiers)
Le but est de trouver le mélange qui explose le mieux et de relier cela avec la stoechiometrie en faisant uniquement des dessin avant/après.
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Re: Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Messagede Nini65 » 01 Déc 2021, 21:07

Oui je sursaute dans la vidéo car d’habitude ce sont les élèves qui mettent l’allumette enflammée. Moi je fais le prof qui s’éloigne, cela stress un peu plus l’élève et cela fait rigoler les autres. Mais la distanciel oblige…. En tout cas il y a des élèves qui font un sacré recul lors de l’explosion… En tout cas sans ce Covid,je n’aurais jamais eu l’idée de me filmer, trop timide pour cela…Comme quoi…
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Re: Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Messagede mathieu.lau » 01 Déc 2021, 21:32

bonjour Nini65,

merci pour ces vidéos.
C'est sympa à voir et à écouter.
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Le deuxième (encore plus beau) : https://tinyurl.com/y2sfa8r7
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Re: Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Messagede Nini65 » 02 Déc 2021, 07:43

Pour répondre à Jimmy,
A l’époque, lointaine, où la décomposition et la synthèse de l’eau étaient au programme de 4ème, les élèves faisaient l’électrolyse de l’eau sur leur table et identifiaient les deux gaz produits. Puis au bureau, je retournais un verre sur les deux électrodes et grâce à une seringue je récupérais le mélange gazeux directement dans les bonnes proportions. Il fallait juste faire attention que le verre ne se retourne pas quand il se remplissait de gaz. Puis je faisais les bulles explosives au centre d’un cristallisoir pas trop petit. Puis, je me suis rendue compte lors d’un stage (il y a longtemps) que cela rendait nettement mieux dans un verre à pied.
J’ai d’ailleurs comme projet de la filmer pour m’en servir en plus avec mes élèves.
Personnellement je préfère faire cette expérience au bureau et faire venir les élèves juste pour mettre la flamme. Leur faire faire ces bulles sur leur table me paraît dangereux.Par contre, plusieurs fois, des élèves que j’avais entraînés la réalisaient devant d’autres élèves en fin d’année lors d’ateliers.
Ton idée de faire varier les proportions est super.
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Re: Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Messagede znamrv » 02 Déc 2021, 09:34

Cette vidéo représente un travail énorme..., merci !
Je fais le mélange dans la seringue, avec deux éprouvettes.
Les élèves la font (lycée) avec des petites seringues pour identifier le gaz issu de la réaction magnésium acide. Je cite directement Lavoisier pour les briefer sur la sécurité.
J'utilise un bécher en plastique (mieux ou pas, j'en sais rien) et des allumettes grand format (20 ou 30 cm).
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Re: Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Messagede Aranel53 » 02 Déc 2021, 19:44

Pour faire cette manipulation version élèves il est nécessaire d'avoir des seringues de 10ml maximum pour faire le mélange, ainsi entre les pertes dans le liquide vaisselle et la difficulté d'obtenir pile le mélange stoechiométrique, on obtient des explosions saisissantes mais pas trop fortes.

J'avoue que c'est une longue manipulation qui ne rentre pas facilement en une heure si on n'attaque pas directement. Les élèves doivent s'être entrainés avant sur les équations bilans. Car entre le maniement des seringues, les déplacements d'eau, et les mains mouillées avec les allumettes, il y a de quoi faire pour se coordonner correctement !
Vous n’avez pas les permissions nécessaires pour voir les fichiers joints à ce message.
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Re: Bulles explosives. Mélange butane-dioxygène. Combustion.

Messagede mathieu.lau » 04 Déc 2021, 09:53

Encore une très belle illustration Aranel.
Merci !

J'ai filmé quelques mélanges tonnants mais sans le fond explicatif de Nini65.
Soit dans des bouteilles de 1,5 L soit dans dans un flacon de 500 mL (pour O2/H2).
https://youtube.com/playlist?list=PL4Mk ... uRnsMML18d

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