Solidification eau salée.

[milkyway]

Bonjour à tous et à toutes,

J'aurais aimé proposer à mes élèves de quatrième la solidification de l'eau salée (relevé de température et réalisation de la courbe), le but étant qu'ils comparent leur courbe à celle, fournie, concernant l'eau pure.
N'ayant pas le temps de préparer un mélange réfrigérant glace+sel pour tout le monde, j'ai opté pour le liquide de refroidissement mais, lorsque j'ai testé la manip', Oh surprise !, je me suis aperçue qu'il y avait un palier de température dû au fait que l'équilibre thermique était atteint très rapidement même avec un mélange réfrigérant initialement à -20°C !
Voici les conditions de réalisation:
- un tube à essai de section 18 mm contenant 6 mL d'eau salée à 10% plonge dans 200 mL de mélange réfrigérant
- un thermomètre à alcool et un agitateur plastique plongent eux-mêmes dans la solution de sel.
L'eau salée commence à geler vers -5°C puis la température stagne à -8°C alors que l'eau salée n'est pas complètement gelée et le liquide de refroidissement est à la même température que l'échantillon. Cela pourrait amener confusion et incompréhension chez les élèves, cela m'ennuie. Afin de gagner du temps (et bien sûr en sécurité) je vais préparer les béchers de liquide de refroidissement à l'avance et les sortir du congélateur au tout dernier moment. Sa température initiale étant plus basse, je me dis que cela décalera peut-être l'équilibre thermique et je compte aussi supprimer l'agitateur plastique afin de limiter les échanges thermiques.
Qu'en pensez-vous? Merci par avance.

[physicus]

il faut que le bécher soit isolé de l'extérieur pour ne pas se réchauffer trop rapidement. Il existe des gobelets en polystyrène ça limite le réchauffement du liquide de refroidissement

[Aranel53]

Je pense pour ma part que de toutes façons, il est bien plus tranquille et efficace de préparer du mélange réfrigérant glace sel pour tout le monde plutôt que de s'embêter avec du liquide de refroidissement qui se réchauffe forcément beaucoup plus vite. On gagne tellement en confort que ça compense le temps passé à casser de la glace.
Adoptez ma technique de la jambe de jean's comme récipient !

Et sinon, quel est le but pédagogique de faire solidifier l'eau salée et de comparer avec l'eau pure ? Remarquer que le palier n'est pas horizontal comme pour l'eau pure ?


((Par ailleurs, bienvenue ici ! Merci de te présenter rapidement dans la section appropriée puis de lire le règles si cela n'a pas été fait pour finaliser ton inscription ! ))

[physicus]

Pour fabriquer le mélange réfrigérant, j'avais trouvé plus pratique avec les laborantines de faire la saumure puis de la verser dans des sacs à glaçons et congeler le tout. Ensuite il suffisait de prélever quelques galets de glace salée en déchirant ces sacs.

On pouvait même récupérer cette saumure pour frabriquer des glaçons.

J'avais constaté que la glace salée était dure comme du béton, très difficile à casser, d'où l'utilisation de sacs à glaçons.

[physix]

J'utilise de la saumure comme mélange réfrigérant que je mets à refroidir/geler dans des fonds de bouteille de Badoit.
J'en prépare une trentaine et généralement, ça me fait la journée en en utilisant 12 par classe.
Jusqu'à maintenant le mélange gelait plutôt bien. Je mettais parfois un coup de perceuse dans le bloc pour y mettre le tube à essai.
Nous avons changé de congélateur et presque aucun n'a gelé...
Il faut que je me plonge dans la doc du congélateur pour voir comment on le règle.

[Aranel53]

Le problème que j'avais observé avec de la saumure congelée c'est qu'en fin d'expérience elle a une température qui a beaucoup augmenté par rapport au début. Je trouve qu'avoir un mélange réfrigérant est plus simple et plus efficace point de vu compréhension car sa température reste quasiment à -18°C tout le temps.

Avec le mélange réfrigérant on a une plus grande possibilité de refroidissement car ce n'est pas "une réserve de matière froide", c'est un "générateur de froid". Il faudrait faire les mesures ou les calculs mais à masse égale on a une possibilité de refroidissement beaucoup plus grande avec glace sel à mon avis qu'avec la saumure. Et je trouve que garder une température très négative pendant toute l’expérience est précieux.