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Réaction exothermique pour collégiens



  1. #1
    Ivylie

    Réaction exothermique pour collégiens


    ------

    Bonjour,
    Dans le cadre de ma séquence sur l'énergie en classe de 6ème, j'aimerais faire réaliser à mes élèves une réaction exothermique.
    L'an dernier je leurs avais fait mélanger de la soude et de l'eau, le thermomètre indiquait bien une élévation notable de la température, mais la réaction chimique n'est
    pas visible à l’œil nu ( 2 liquides incolores).
    Aussi j'aimerais trouver une autre réaction simple à réaliser un peu plus visuelle et bien exothermique.
    Des idées de réactions ?

    -----
    Dernière modification par Ivylie ; 10/01/2019 à 07h52.

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  3. #2
    moco

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Bonjour,

    Moi en classe, j'effectue la réaction suivante : Mg + 2 HCl ---> MgCl2 + H2

    Comme je dispose de solution de HCl 2 M en flacon, j'en prélève 20 mL que je mets dans un gobelet en papier, avec 30 mL eau. J'ai donc 0.04 mole de HCl, dans environ 50 g d'eau. Je coupe un ruban de magnésium de 22 cm, et je le pèse. Je trouve 0.243 g. C'est juste 0.01 mole de Mg. Il y a donc un excès de HCl. Je mesure la température de l'eau, qui pourrait être 20°C. Je laisse le thermomètre en place, et je laisse tomber le ruban dans la solution. Il se dégage des bulles de gaz H2 et le ruban disparaît en moins d'une minute. J'agite le thermomètre. La température se stabilise peu à peu à peut-être 41°C. Donc Delta T = 21°C. Et la chaleur dégagée est de : Q = 0.05 kg · 4.185 kJ kg-1 K-1 · 21 K = 4.39 kJ.
    Donc la quantité de chaleur molaire vaut : Q/n = 4.39 kJ/0.01 mol = 439 kJ/mol.
    La quantité théorique est de 462 kJ/mol. L'écart théorie-mesure peut s'expliquer par les pertes de chaleur, et le poids du gobelet, sans compter l'excès de HCl.

    On peut aussi discuter en classe l'approximation faite avec la chaleur massique de 4.185 kJ kg-1 K-1, qui n'est valable que pour l'eau. Et ici ce n'est pas de l'eau pure. Mais quand je fais cette expérience en classe, je dis qu'on peut affiner le calcul, mais que moi, j'utilise cette expérience comme illustration de la méthode.
    Dernière modification par moco ; 10/01/2019 à 09h25.

  4. #3
    Ivylie

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Merci, ça à l'air très bien, très visuel et simple à mettre en œuvre ( en 6ème je ne fais pas de quantitatif, on s’arrête au stade d'observation).
    A voir maintenant si j'aurais le budget pour commander un ruban de magnésium, ce qui n'est hélas pas gagné...

  5. #4
    moco

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Bonsoir,

    Si jamais tu n'as pas de budget pour cela, dis le moi, et je t'enverrai un bout de ruban de magnésium sous pli par la poste. Envoie moi un message privé !

  6. #5
    Ivylie

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Je relance ma question. Des idées de réaction exothermiques "faciles" et " visuelles" ? Est-ce que certaines réactions de précipitation d'ions ( Fer, cuivre, Argent etc..) sont exothermiques?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    ecolami

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Bonjour,
    l'Aluminium conviendra aussi bien avec de l'acide chlorhydrique. Les précipitations ne sont pas exothermiques. Par contre les polymérisations le sont: si tu as un résine a deux composants a durcissement rapide tu notera à la fois un échauffement et une contraction de volume pendant le durcissement: le bloc se décolle (partiellement) des parois en plastique de ton récipient.
    La polymérisation est une exprience trés visuelle l'échauffement sur un volume de 250Ml ou 1L sera modéré mais sensible: en mettant la main sur le récipient on sentira la chaleur.
    Si tu as une résine (polyol+isocyanate) pour faire de la mousse polyuréthane ce sera encore plus spectaculaire.

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  10. #7
    moco

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Bonjour,
    Tu peux aussi effectuer la réaction NaOH + HCl --> NaCl + H2O. Si tu mélanges des quantités égales de HCl 2 M et de NaOH 2 M, l'élévation de température est de l'ordre de 15° - 20°C.
    Si tu prends des solutions plus concentrées, l'élévation de température est plus importante. Fais des essais.


    [EDIT : remplacement HCl par NaOH]
    Dernière modification par HarleyApril ; 01/02/2019 à 16h41.

  11. #8
    chimhet

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Bonjour,
    Pour que les réactions acides ou bases deviennent visibles, il suffit d'ajouter un indicateur colorée à l'eau.

  12. #9
    ecolami

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Citation Envoyé par moco Voir le message
    Bonjour,
    Tu peux aussi effectuer la réaction NaOH + HCl --> NaCl + H2O. Si tu mélanges des quantités égales de HCl 2 M et de NaOH 2 M, l'élévation de température est de l'ordre de 15° - 20°C.
    Si tu prends des solutions plus concentrées, l'élévation de température est plus importante. Fais des essais.
    je pense que c'est mieux.

  13. #10
    moco

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Bonjour
    Merci Ecolami ! Humm ! Ton texte est meilleur, en effet ! J'aurais dû me relire !

  14. #11
    Ivylie

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Merci à tous pour vos idées, je vais tester tout ça !

  15. #12
    HarleyApril

    Re : Réaction exothermique pour collégiens

    Citation Envoyé par moco Voir le message
    Bonjour
    Merci Ecolami ! Humm ! Ton texte est meilleur, en effet ! J'aurais dû me relire !
    j'ai fait la modif

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