Expérience : tester l'effet de la température sur le temps de réaction

May 18, 2023

Figure 1.Dans cette expérience, nous étudions comment faire pétiller les comprimés d'Alka-Seltzer plongés dans l'eau plus rapidement et plus furieusement.

asadykov/iStock/Getty Images Plus

Par des amis scientifiques

12 juillet 2023 à 6h30

Objectif: Pour mesurer l'effet de la température sur la vitesse d'une réaction chimique

Domaines scientifiques: Chimie, sciences avec votre smartphone

Difficulté: Facile intermédiaire

Temps requis: 2 à 5 jours

Conditions préalables: Aucun

Disponibilité du matériel: Facilement disponible

Coût: Très bas (moins de 20$)

Sécurité: La surveillance d'un adulte peut être nécessaire lorsque vous travaillez avec des solutions d'eau chaude

Crédits : Andrew Olson, PhD, Copains scientifiques ; édité par Svenja Lohner, PhD, Science Buddies

Vous avez peut-être vu une publicité télévisée pour les comprimés Alka-Seltzer ou entendu l'un de leurs slogans publicitaires : "Plop, plop, fizz, fizz, oh quel soulagement c'est !" Lorsque vous déposez les comprimés dans l'eau, ils font beaucoup de bulles, comme un soda extra pétillant, comme le montre l'image principale en haut (Figure 1). Et comme un soda, les bulles sont du dioxyde de carbone (CO2). Cependant, avec Alka-Seltzer, le CO2 est produit par unchimiqueréactioncela se produit lorsque les comprimés se dissolvent dans l’eau.

Alka-Seltzer est un médicament médical qui agit comme analgésique et antiacide (les antiacides aident à neutraliser l’acidité de l’estomac, comme les brûlures d’estomac). L'analgésique utilisé est l'aspirine et l'antiacide utilisé estbicarbonate de soude (bicarbonate de sodium, NaHCO3). Pour prendre les comprimés, ils doivent être complètement dissous dans un verre d’eau. Lorsque le bicarbonate de sodium se dissout dans l’eau, il se dissocie (se divise) en ions sodium (Na+) et bicarbonate (HCO3). (Un ion est unmolécule qui a une charge, positive ou négative.) Le bicarbonate réagit avec les ions hydrogène (H+) de l'acide citrique (un autre ingrédient des comprimés) pour former du dioxyde de carbone et de l'eau. En d’autres termes, le dioxyde de carbone est unproduit de cette réaction. La réaction est décrite par l'équation 1 ci-dessous :

Équation 1.3HCO3− + 3H+ → 3H2O + 3CO2

Alors, comment ça vatempératurelié à celaréaction au bicarbonate ? Pour que la réaction ci-dessus se produise, les ions bicarbonate doivent entrer en contact avec les ions hydrogène. Les molécules d’une solution sont en mouvement constant et entrent constamment en collision les unes avec les autres. Les ions hydrogène et bicarbonate doivent entrer en collision à angle droit et avec suffisamment d’énergie pour que la réaction se produise. La température d'une solution est une mesure du mouvement moyen (énergie cinétique) des molécules dans la solution. Plus la température est élevée, plus les molécules se déplacent rapidement. Selon vous, quel effet la température aura-t-elle sur la vitesse, outaux, de la réaction du bicarbonate ?

Dans ce projet de science chimique, vous le découvrirez par vous-même en plongeant des comprimés d'Alka-Seltzer dans de l'eau à différentes températures et en mesurant combien de temps il faut pour que la réaction chimique se termine. De plus, vous pouvez enregistrer le son du pétillant Alka-Seltzer à l'aide d'un smartphone équipé d'une application de capteur. Pensez-vous qu'il pétillera plus fort dans l'eau chaude ou froide ?

Note : Dans ce projet scientifique, vous étudierez comment la température de l'eau affecte le temps de dissolution d'un comprimé d'Alka-Seltzer. Vous utiliserez un smartphone équipé d'une application de capteur pour enregistrer le son pétillant de la réaction Alka-Seltzer dans l'eau et mesurer le temps nécessaire à un comprimé d'Alka-Seltzer pour réagir complètement dans l'eau. L'application crée un graphique qui vous donnera non seulement des informations sur le temps de réaction, mais vous permettra également d'évaluer le niveau sonore de chaque réaction en fonction des intensités sonores mesurées. Si vous n'avez pas de téléphone, vous pouvez observer la réaction et utiliser un chronomètre pour chronométrer le temps nécessaire à la dissolution de chaque comprimé.