Construire des bouteilles arc-en-ciel grâce à la différence de densité de l’eau et du sucre est une expérience que l’on avait envie de tenter avec Gabchou depuis un moment. Puis avec les semaines bien remplies, les week-ends qui défilent à une allure folle, on n’avait pas réussi à s’organiser.
Si l’on veut être positif, le confinement nous a, au moins, permis de rattraper tout un tas d’activités que l’on avait mises de côté. Et comme celle-ci est hyper simple à réaliser à la maison, mais toute aussi attractive, on a décidé avec Gabchou de vous la partager sur le blog!
Amusez-vous bien!
Le matériel nécessaire pour l’expérience « bouteilles arc-en-ciel »:
Pour réaliser l’expérience le matériel nécessaire est tout simple et on trouve facilement les ingrédients dans les placards de la cuisine.
- de l’eau
- du sucre
- des colorants
- une éprouvette ou une petite bouteille
- une pipette ou une seringue
Nota: si vous n’avez pas de pipettes ou seringues, sachez que certaines personnes utilisent également des pailles pour réaliser l’expérience.
Prêts ? C’est parti!
L’expérience sur la densité de l’eau et du sucre
Etape 1
Remplissez 4 coupelles de 150 ml d’eau. Le mieux c’est de confier cette tâche de mesure aux Gnomes. Coloriez ensuite l’eau de chaque coupelle dans une couleur différente.
Etape 2
Rajoutez le sucre de la façon suivante:
Coupelle 1 = 2 cuillères à soupe de sucre
Coupelle 2= 4 cuillères à soupe de sucre
Coupelle 3= 6 cuillères à soupe de sucre
Coupelle 4= 8 cuillères à soupe de sucre
Mettez ensuite à tour de rôle les coupelles dans le micro-ondes pendant une quinzaine de secondes pour faire fondre le sucre. Il faut que le sucre soit complètement fondu avant de commencer à cumuler les couches! Pour la coupelle avec le plus de sucre il faudrait chauffer un peu plus pour tout dissoudre.
Etape 3 :
Pour ne pas perdre de vue la quantité de sucre dans chaque coupelle nous avons mis avec Gabchou des pompons correspondant au nombre de cuillères devant chaque coupelle.
Etape 4
Une fois les solutions sucrées prêtes il est temps de commencer à entasser les couches.
Commencez tout d’abord avec la couche la plus lourde (celle avec les 8 cuillères de sucre) et finissez par la plus légère avec seulement 2 cuillères de sucre.
C’est un exercice qui requiert une certaine minutie et patience, parfait pour les kids qui ont besoin d’apprendre à se concentrer.
Astuces: Ne jetez pas l’eau directement au milieu du récipient avec la pipette. Braquez la pipette un peu sur le côté et faites couler doucement l’eau sur la paroi de la bouteille, comme sur la photo. A défaut vous risquez de mélanger les couches!
Notez que plus le récipient est large, moins bien l’expérience fonctionne. Idéalement il vous faut des éprouvettes ou petites bouteilles, comme celles pour les bagages en cabine en avion.
Une fois les couches terminées, laissez reposer quelques minutes pour qu’elles se « posent » bien et observez le chef d’oeuvre!
La science derrière cette expérience?
C’est quoi la densité?
La densité est la mesure de la quantité de “choses” enfermées à l’intérieur d’un espace déterminé (un peu comme nous à l’intérieur de nos maisons en période de confinement, voyez-vous 🙂 ) . Plus la famille est nombreuse plus la densité est élevée!
Comment calculer la densité?
Densité = Masse (les choses) ÷ Volume (un espace déterminé). Presque toutes les substances et objets autour de nous ont une densité différente.
Cela est particulièrement vrai pour les solutions de sucre que l’on vient de fabriquer.
En augmentant la quantité de sucre dans la solution, mais en maintenant constante la quantité d’eau, la densité de la solution augmente également. Lorsque l’on rajoute du sucre à l’eau, de plus en plus de molécules de sucre occupent l’espace disponible entre les molécules de l’eau, ce qui rend la solution plus dense et donc plus lourde.
La solution contenant huit cuillères à soupe de sucre sera la plus dense et celle avec deux cuillères à soupe sera la moins dense. Comme vous pouvez le voir, une solution avec une densité plus faible s’empile sur le dessus d’un mélange avec une densité plus élevée.
Les solutions sursaturées
Tu as certainement remarqué que pour les 2 dernières coupelles avec 6 et 8 cuillères de sucre, il a fallu réchauffer l’eau pour faire fondre le sucre.
Lorsque l’on dissout du sucre dans l’eau, il arrive un point au-delà duquel plus aucun sucre ne peut se dissoudre. C’est ce qu’on appelle une solution sursaturée. Les molécules d’eau disponibles contiennent le plus de molécules de sucre possible. Cependant, si l’on chauffe cette solution, les molécules d’eau se déplacent beaucoup plus rapidement et plus de sucre peut être dissout.
Lorsque cette solution est refroidie, le sucre reste dans la solution et finit par cristalliser avec le temps!
Et si l’on secoue tout ça?
Et bien, vous serez déçus, car l’eau se mélange complètement et ne se remet pas en couches distinctes. Cela ne reste que de l’eau. En revanche pour observer une expérience marrante de bouteilles qui se re-séparent en 2 couches distinctes après avoir été secouées, n’hésites pas à jeter un coup d’oeil à mon article sur les bouteilles sensorielles bi-colores.
Alors cap ou pas cap d’entasser les couches multi-couleurs?
