Etude bibliographique : les serpents du pharaon

Résumé du document

L'origine du nom de cette expérience est issue de la Bible, exode chapitre 7, ligne 10, lorsqu'Aaron et Moise défient le pharaon et qu'Aaron jette son bâton qui devient serpent, les magiciens qui protègent le pharaon font de même et transforment eux aussi leurs bâtons en serpents. Cette expérience chimique fait interagir plusieurs espèces chimiques pour former des serpentins qui se dressent et peuvent dépasser de dix fois le volume initial. Ce rapport a pour but d'illustrer les changements d'état d'une espèce chimique en exploitant ses propriétés courantes et de décrire le changement de ces propriétés. Au début du projet, nous nous sommes posé les questions suivantes : Y a-t-il différentes manières de réaliser cette expérience ? Si oui, quels en sont leurs protocoles ? Quelles sont les réactions chimiques mises en oeuvre ?

Extrait du document :
« L'expérience d'origine a été découverte par Friedrich Wöhler en 1821, et a fait l'objet d'un brevet déposé par Mr Barnet en 1865, qui a été plagié. Elle est toxique parce qu'elle met en oeuvre le thicyanate de mercure que l'on enflamme et qui provoque des vapeurs de mercure, toxique à : inhaler, ingérer et au contact avec les yeux et la peau. L'expérience moyennement toxique Elle associe la 4-nitrcétanilide mélangée à l'acide sulfurique puis chauffée, ce qui provoque l'apparition de « serpentins » avec une fumée irritante. L'expérience non toxique Elle demande de mélanger du bicarbonate de soude avec du sucre et de l'éthanol puis d'enflammer l'ensemble, des serpentins noirs apparaissent. »

Extraits

[...] La réaction chimique (document qui se produit, due à la libération d'anhydride carbonique par le bicarbonate de soude chauffé à 50°C. Le feu enflamme le carbone, qui transforme le sucre C12 H22 O11 en caramel et la chaleur dégagée produit de l'anhydride carbonique. L'anhydride de carbonique est composé d'un atome d'atome et de deux atomes d'oxygène (CO2). Le sucre, qui est un combustible hydrocarboné devrait donner une combustion avec le dioxygène de l'air. Cependant pour provoquer la combustion du sucre on utilise une substance (éthanol) comme catalyseur de la combustion (document 10). [...]

[...] Mode opératoire ; Dans un premier temps il faut broyer les 10g de sucre et 1 g d'hydrogénocarbonate de sodium dans un mortier pour fabriquer un élément compact. Ensuite, verser les 5ml d'éthanol. Et enfin enflammer le tout. Réaction chimique : L'hydrogénocarbonate de sodium est un composé d'hydrogène de sodium, ainsi que de carbone et d'oxygène (de formule NaHCO3). En brulant l'hydrogénocarbonate nous obtenons la réaction suivante : NaHCO3 NaOH (solide) + CO2 (gaz) On observe un dégagement de gaz carbonique. Le saccharose est composé de carbone, d'hydrogène et d'oxygène (C12 H22 O11). [...]

[...] Cette étude explique ces trois expériences. Mots clefs: serpents du pharaon, serpent chimique, changements d'états. Les serpents du pharaon 1/20 TABLE DES MATIERES Page 1 Introduction Formulation du problème 3 Résultats : proposition d'euristiques Analyse des documents Conclusion Bibliographie 20 Les serpents du pharaon Introduction L'origine du nom de cette expérience est issu de la Bible, exode chapitre ligne 10 (document lorsqu'Aaron et Moise défient le pharaon et qu'Aaron jette son bâton qui devient serpent, les magiciens qui protègent le pharaon font de même et transforment eux aussi leurs bâtons en serpents. [...]

[...] La réaction chimique : L'acide sulfurique est un diacide* formé de soufre. Le 4-nitroacétanilide s'obtient par nitration de l'aniline (venant de l'amine**). La nitration est une réaction provoquée par l'acide sulfurique sur le cycle aromatique de l'aniline, qui met en jeu l'ion NO2+. Le 4-nitroacétanilide se comporte le chiffre car elle se situe sur la quatrième molécule de carbone du cycle: Quoi correspond au 4ème sommet du dessin ci-dessus, en partant de l'atome d'azote Ici, l'acide sulfurique est le catalyseur qui modifie la molécule en transformant l'ion NO2+. [...]

[...] Une partie du sucre est brulée, provoquant une carbonisation partielle. Le mélange du sel décomposé et du carbone forme la masse du serpentin. Le bicarbonate de sodium participe au volume de la structure (il s'agit de levure chimique). Quand on brûle du charbon, il se forme du gaz carbonique (CO2) qui disparait dans l'atmosphère. La matière résiduelle (cendre) a un poids très inférieur au poids initial du charbon, ici nous observons donc le même phénomène que dans les deux expériences précédentes. [...]