Projet EXPERIMENTAL Numérique
Les cristaux de sel
Enseignement scientifique
Par Sarah Guéry, Armelle Collet-Tran, Gabrielle Foucault--Georgelin, Léo Hamon 1B
Sommaire
NOTRE PROJET
LES MARAIS SALANTS
NOS EXPERIEN-CES
ET DONC ?
Notre projet
Durant ces 6 semaines de projet, nous avons choisi d'étudier un cristal, et nous avons opté pour le cristal de sel. Nos recherches sont centrées autour de la problématique suivante : - Quels peuvent être les facteurs qui influencent la formation et la structure macroscopique et microscopique des cristaux de sel ? Par ailleurs, nous avons utilisé pour capteur la caméra de notre téléphone, posée sur la loupe binoculaire, afin d'obtenir des photos de la structure microscopique du cristal. Nous nous sommes également appuyés d'une carte (mettant en évidence les marais salants en France) afin de comparer nos résultats avec les conditions propices aux marées salants.
Expériences
Afin de répondre à notre problématique (étudier les paramètres qui influent sur la formation des cristaux de sel) nous avons réalisé 3 expériences, en modifiant à chaque fois un seul paramètre : - 1'expérience témoin : température ambiante, sans vent - 1'expérience à température élevée, sans vent - 1'expérience à température basse, sans vent
Préparation de nos cristaux de sel
Cristal 1
31 mars : étude du premier cristal
Le premier cristal de sel à s'être formé est celui qui était chauffé, sans vent
Formation du cristal 1 : - 2 semaines dans une étuve (au chaud) - On observe un cristal de sel sur le fil qui mesure 3 cm et plusieurs cristaux au fond du bécher
On observe ici que la maille est cubique
semaine 1 : des petits cristaux sur le fil
semaine 2 : que des cristaux, plus d'eau salée
Photo de notre observation microscopique d'un cristal de sel 1 à la loupe binoculaire
Cristal 2
7 avril : étude du second cristal
Le second cristal de sel à s'être formé est celui qui était à température ambiante, sans vent
Formation du cristal 2 : - 3 semaines à température ambiante - On observe un cristal de sel sur le fil qui mesure 4,5 cm mais moins de cristaux au fond du bécher que le 1
On observe que la maille est rhomboédrique
Photo de notre observation microscopique d'un cristal de sel 2 à la loupe binoculaire
Cristal 3
28 avril : étude du dernier cristal
Le dernier cristal est celui qui était dans le réfrigérateur.
- Semaine 1: aucun cristal ne s'est formé et le niveau d'eau n'a pas changé.
- Semaine 2: même constatation que pour la première semaine.
- Semaine 3: Toujours aucun cristal de formé
Nous avons supposé qu'il n'y avait aucun cristal car l'eau ne s'évaporait pas, la température étant trop froide. Nous n'avons donc pas pu observer de cristal 3 à la loupe binoculaire.
Photo du bécher avec la solution dans le frigo
Cristal maison
Nous avons réalisé en parallèle un cristal chez nous, au cas où cela ne fonctionnait pas au lycée. Nous avons refait l'expérience à température ambiante. Elle a cependant moins bien fonctionné, il faisait peut-être légèrement plus froid.
Observations :
- 1ère semaine : Un cristal d'un peu moins d'1 cm s'est formé sur le fil et une sorte de poudre de sel s'est formée au fond du verre.
- 2ème semaine : baisse du niveau de l'eau et légère augmentation de la taille du cristal.
- 3ème semaine : Le cristal a grandi de 1 cm et une couche de sel s'est formée sur la paroi du verre, présence de critaux dans le fond du verre.
Photos de notre observation d'un cristal de sel au bout de 3semaines
La dissolution
Nous voulions savoir dans quelles conditions les cristaux se diluaient le plus vite. Pour cela, nous avons fait deux expériences. Chaque expérience consiste à placer un cristal de sel (de taille similaire) dans un bécher que l'on remplit d'eau, puis à l'y diluer à l'aide d'une baguette en verre. L'objectif est de chronométrer le temps que prend chaque cristal à se diluer en fonction d'un paramètre: la température de l'eau.
Première expérience :
- Eau à température ambiante
- Temps de dissolution : ~5min (en moyenne)
Deuxième expérience :
- Eau à haute température
- Temps de dissolution : ~1min (en moyenne)
D'après ces observations, nous pouvons constater que le sel se dissout plus facilement dans de l'eau à haute température que dans de l'eau à température ambiante. En effet, cela facilite la dispersions des ions du solide ionique.
Les marais salants
Le sel est un condiment que l'on utilise tous les jours, pour autant il n'est pas produit partout. Comme le montre la carte, les marais salants ne sont pas sur tous les littoraux. En effet, pour que des cristaux de sel se créent, il faut respeceter certaines conditions. Nous avons remarqué lors de nos expériences que la température jouait un rôle essentiel dans la formation du sel. En effet les marais salants se trouvent dans des zones où la température moyenne annuelle est supérieur ou égale à 11°C. La température joue donc un rôle clé. L'eau et le sel ont une température d'évaporation différente, ainsi pour récolter le sel il faut que l'eau s'évapore, sinon le sel reste dissous dans le liquide. La température influence aussi la taille des cristaux. Plus la température est élevée plus les cristaux sont gros. (dans notre expérience c'est l'inverse mais le cristal 2 était resté 1 semaine de plus que le 1) Par ailleurs, ces zones doivent être exposées aux vents forts. C'est pour cela que tous les littoraux ne sont pas producteurs de sel.
Carte des marais salants en France
Et donc...
Conclusion et réponse au problème
Suite à toutes nos expériences, nous avons pu contaster que les facteurs qui influencent le plus la formation des cristaux de sel est la température et le vent (marais salants). La création des cristaux de sel est favorisée par une température élevée. Par ailleurs il nous a semblé que les cristaux de sel n'avaient pas la même maille en fonction des conditions de leur formation. En effet, le cristal ayant été chauffé a une maille cubique. Tandis que celui à température ambiante possède une maille rhomboédrique (maille cubique déformée). Cette différence peut être due à des erreurs d'observations ou alors nous pouvons émettre l'hypothèse que la température influe non seulement sur le côté macroscopique mais aussi microscopique du sel.
Les cristaux / projet d'enseignement scientifique
Armelle CT
Created on March 17, 2022
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Projet EXPERIMENTAL Numérique
Les cristaux de sel
Enseignement scientifique
Par Sarah Guéry, Armelle Collet-Tran, Gabrielle Foucault--Georgelin, Léo Hamon 1B
Sommaire
NOTRE PROJET
LES MARAIS SALANTS
NOS EXPERIEN-CES
ET DONC ?
Notre projet
Durant ces 6 semaines de projet, nous avons choisi d'étudier un cristal, et nous avons opté pour le cristal de sel. Nos recherches sont centrées autour de la problématique suivante : - Quels peuvent être les facteurs qui influencent la formation et la structure macroscopique et microscopique des cristaux de sel ? Par ailleurs, nous avons utilisé pour capteur la caméra de notre téléphone, posée sur la loupe binoculaire, afin d'obtenir des photos de la structure microscopique du cristal. Nous nous sommes également appuyés d'une carte (mettant en évidence les marais salants en France) afin de comparer nos résultats avec les conditions propices aux marées salants.
Expériences
Afin de répondre à notre problématique (étudier les paramètres qui influent sur la formation des cristaux de sel) nous avons réalisé 3 expériences, en modifiant à chaque fois un seul paramètre : - 1'expérience témoin : température ambiante, sans vent - 1'expérience à température élevée, sans vent - 1'expérience à température basse, sans vent
Préparation de nos cristaux de sel
Cristal 1
31 mars : étude du premier cristal
Le premier cristal de sel à s'être formé est celui qui était chauffé, sans vent
Formation du cristal 1 : - 2 semaines dans une étuve (au chaud) - On observe un cristal de sel sur le fil qui mesure 3 cm et plusieurs cristaux au fond du bécher
On observe ici que la maille est cubique
semaine 1 : des petits cristaux sur le fil
semaine 2 : que des cristaux, plus d'eau salée
Photo de notre observation microscopique d'un cristal de sel 1 à la loupe binoculaire
Cristal 2
7 avril : étude du second cristal
Le second cristal de sel à s'être formé est celui qui était à température ambiante, sans vent
Formation du cristal 2 : - 3 semaines à température ambiante - On observe un cristal de sel sur le fil qui mesure 4,5 cm mais moins de cristaux au fond du bécher que le 1
On observe que la maille est rhomboédrique
Photo de notre observation microscopique d'un cristal de sel 2 à la loupe binoculaire
Cristal 3
28 avril : étude du dernier cristal
Le dernier cristal est celui qui était dans le réfrigérateur.
Nous avons supposé qu'il n'y avait aucun cristal car l'eau ne s'évaporait pas, la température étant trop froide. Nous n'avons donc pas pu observer de cristal 3 à la loupe binoculaire.
Photo du bécher avec la solution dans le frigo
Cristal maison
Nous avons réalisé en parallèle un cristal chez nous, au cas où cela ne fonctionnait pas au lycée. Nous avons refait l'expérience à température ambiante. Elle a cependant moins bien fonctionné, il faisait peut-être légèrement plus froid.
Observations :
Photos de notre observation d'un cristal de sel au bout de 3semaines
La dissolution
Nous voulions savoir dans quelles conditions les cristaux se diluaient le plus vite. Pour cela, nous avons fait deux expériences. Chaque expérience consiste à placer un cristal de sel (de taille similaire) dans un bécher que l'on remplit d'eau, puis à l'y diluer à l'aide d'une baguette en verre. L'objectif est de chronométrer le temps que prend chaque cristal à se diluer en fonction d'un paramètre: la température de l'eau.
Première expérience :
Deuxième expérience :
D'après ces observations, nous pouvons constater que le sel se dissout plus facilement dans de l'eau à haute température que dans de l'eau à température ambiante. En effet, cela facilite la dispersions des ions du solide ionique.
Les marais salants
Le sel est un condiment que l'on utilise tous les jours, pour autant il n'est pas produit partout. Comme le montre la carte, les marais salants ne sont pas sur tous les littoraux. En effet, pour que des cristaux de sel se créent, il faut respeceter certaines conditions. Nous avons remarqué lors de nos expériences que la température jouait un rôle essentiel dans la formation du sel. En effet les marais salants se trouvent dans des zones où la température moyenne annuelle est supérieur ou égale à 11°C. La température joue donc un rôle clé. L'eau et le sel ont une température d'évaporation différente, ainsi pour récolter le sel il faut que l'eau s'évapore, sinon le sel reste dissous dans le liquide. La température influence aussi la taille des cristaux. Plus la température est élevée plus les cristaux sont gros. (dans notre expérience c'est l'inverse mais le cristal 2 était resté 1 semaine de plus que le 1) Par ailleurs, ces zones doivent être exposées aux vents forts. C'est pour cela que tous les littoraux ne sont pas producteurs de sel.
Carte des marais salants en France
Et donc...
Conclusion et réponse au problème
Suite à toutes nos expériences, nous avons pu contaster que les facteurs qui influencent le plus la formation des cristaux de sel est la température et le vent (marais salants). La création des cristaux de sel est favorisée par une température élevée. Par ailleurs il nous a semblé que les cristaux de sel n'avaient pas la même maille en fonction des conditions de leur formation. En effet, le cristal ayant été chauffé a une maille cubique. Tandis que celui à température ambiante possède une maille rhomboédrique (maille cubique déformée). Cette différence peut être due à des erreurs d'observations ou alors nous pouvons émettre l'hypothèse que la température influe non seulement sur le côté macroscopique mais aussi microscopique du sel.