Fusion du soufre
Un exemple de changement d'état de solide à liquide, expliqué d'un point de vue microscopique et thermodynamique. La fusion du saccharose est présentée en parallèle comme exemple de modification de la structure chimique sous l'effet de la chaleur, afin de mettre en évidence la différence.
Ce que les élèves apprennent
Les fondements scientifiques de cette expérience
La matière prend l'état solide, liquide ou gazeux en fonction de la pression extérieure et de la température. L'eau en est un exemple bien connu : elle se solidifie en dessous de 0 °C et se vaporise au-dessus de 100 °C. Que se passe-t-il lorsqu'on chauffe une substance solide telle que le soufre ?
Cette expérience montre qu'une substance peut exister non seulement sous les trois états habituels – solide, liquide et gazeux –, mais aussi sous différents états solides. L'existence de différents états solides d'un composé s'appelle le polymorphisme ; lorsqu'un élément est capable d'exister sous plusieurs états solides distincts, ce phénomène s'appelle l'allotropie. Les différences ne concernent généralement que les propriétés physiques, et une forme particulière est toujours plus stable que les autres.
Matériel utilisé
- Tubes à essai — 1 473,60
- Portoir pour tubes à essai — 1680.06
- Porte-tubes à essai — 5423.30
- Brûleur à alcool — 5514.10
- Support pour trépied — 5533.10
- Triangle pour creusets — 5535.04
- Plat d'évaporation — 1920.25
- Spatule — 5460.34
Produits chimiques et réactifs
- Poudre de soufre — R : 11-16 S : 41
- Saccharose
Consignes de sécurité
- Faites attention lorsque vous utilisez le brûleur et la verrerie chaude.
- Si le soufre prend feu, couvrez le plat d'évaporation.
Questions destinées aux élèves
- Notez vos observations, en particulier tout changement de couleur.
- Notez ce qu'il reste dans la coupelle d'évaporation. Quelles sont les différences entre le soufre de départ et le soufre restant dans la coupelle ?
- Observez ce qui se passe. Pourquoi ces deux substances se comportent-elles différemment ?
À quoi s'attendre
<p>The sulphur melts to form a honey coloured liquid (if heated too strongly the liquid turns brown and viscous).</p><p>The sulphur left in the dish forms needlelike crystals and these are a darker yellow than the original sulphur. This form of sulphur is not stable at room temperature and slowly changes back.</p><p>The needlelike crystals are monoclinic sulphur and the more stable state is rhombic sulphur.</p><p>Sulphur underwent a change of state whereas sucrose decomposes changing its composition.</p><p>Repeating the experiment with sucrose at the end a dark brown solid is obtained – the sucrose melts to a pale brown.</p><p>Sucrose underwent a change in its chemical composition, decomposing because of the heat.</p>
Élimination
Jetez le soufre et le saccharose dans le conteneur destiné aux déchets solides.
Réalisez cette expérience dans votre classe
Cette expérience fait partie d'ATP « Mobile Lab » — un laboratoire autonome qui transforme une salle de classe ordinaire en véritable laboratoire scientifique, proposant plus de 200 expériences en physique, chimie, biologie, robotique et ingénierie. « Gali », le tuteur basé sur l'IA intégré à ATP Connect, guide les élèves à chaque étape et répond à leurs questions pendant les travaux pratiques.
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