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dimanche 14 juin 2020

Du sel à partir d'un acide et d'une base

Note importante : 
Quand nous expérimentons, prenons garde à ne pas nous empoisonner, car à plus ample informé, nous n'avons qu'une seule vie.Oui :
1. ne surtout jamais boire d'acide chlorhydrique concentré !!!!!!!!!!!!!!
2. idem pour la soude caustique
3. ne faire l'expérience de boire de l'eau salée éventuellement obtenue par neutralisation de l'acide chlorhydrique par la soude, ou inversement, que si l'on est parfaitement sûr de ce que l'on a fait, si les réactifs sont tous "food grade", c'est-à-dire de qualité alimentaire, et si l'on a contrôlé la neutralisation avec papier pH ou pH-mètre.
Bref, être prudent !



Disons-le d'emblée : de la soude caustique à de l'acide chlorhydrique, cela fait du sel. Oui du sel, comme le sel de cuisine, ce que les chimistes nomment du chlorure de sodium puisque ces cristaux que l'on manipule quotidiennement, blancs parce qu'ils sont très purs, contiennent quasi exclusivement deux types d'atomes qui sont nommés sodium et chlore.

Bien sûr il y a des subtilités, et notamment le fait que le sodium et le chlore sous sont sous la forme d'ions, ayant échangé un objet que l'on nomme un électron, mais ne nous encombrons pas de cela maintenant.

La soude caustique, ce sont souvent des paillettes ou des petits granules, qui sont composé de trois sortes d'atomes :  des atomes de sodium, des atomes d'oxygène et des atomes d'hydrogène.
Les atomes d'oxygène et d'hydrogène sont attachés ensemble par paires, avec un atome d'hydrogène et un atome d'oxygène, ce qui forme des assemblages nommés ions hydroxyde.

Et dans un cristal de soude caustique, les atomes de sodium et les assemblages hydrogène+oxygène s'empilent  régulièrement, en en alternance.

Quand on met de la soude caustique dans de l'eau, les molécules d'eau viennent cogner le cristal d'hydroxyde de sodium, le desorganisant,  et l'on se retrouve avec de l'eau, une masse de molécules grouillantes au milieu desquelles sont dispersés des ions sodium et des ions hydroxyde.

Pour l'acide chlorhydrique, c'est un peu la même chose. On pourrait partir de deux gaz, le dichlore et le dihydrogène. Si on les fait réagir, on obtient  un  gaz un nommé chlorure d'hydrogène : https://www.youtube.com/watch?v=YXsFjHK7fJ0
Les molécules de chlorure d'hydrogène sont faites d'un atome d'hydrogène et d'un atome de chlore. Là encore, il y a l'échange d'un électron entre ces deux types d'objets, mais peu importe.
Et quand on met ce gaz en présence d'eau, alors il se dissout immédiatement, et l'on récupère une solution acide nommée acide chlorhydrique.

Et nous arrivons au point que je visais : quand nous mélangeons les deux solutions de soude et d'acide chlorhydrique, il se passe   la chose suivante  : les ions hydroxydes venus de la soude se lient aux atomes d'hydrogène apportées par le chlorure d'hydrogène et ils forment ensemble des molécules d'eau, qui s'ajoute à l'eau.
Dans cette eau, on trouve aussi des atomes de sodium, et des atomes de chlore... de sorte que si l'on évapore l'eau, il reste... du chlorure de sodium. Oui, du sel, mais du sel parfaitement pur, bien plus pur que les sels de mer ou les sel gemmes !

Et pour finir :
Note importante : 
Quand nous expérimentons, prenons garde à ne pas nous empoisonner, car à plus ample informé, nous n'avons qu'une seule vie.Oui :
1. ne surtout jamais boire d'acide chlorhydrique concentré !!!!!!!!!!!!!!
2. idem pour la soude caustique
3. ne faire l'expérience de boire de l'eau salée éventuellement obtenue par neutralisation de l'acide chlorhydrique par la soude, ou inversement, que si l'on est parfaitement sûr de ce que l'on a fait, si les réactifs sont tous "food grade", c'est-à-dire de qualité alimentaire, et si l'on a contrôlé la neutralisation avec papier pH ou pH-mètre.
Bref, être prudent !





mercredi 10 juin 2020

Cristallisation


Dans la série des changements d'état, il y a le passage d'une solution à un solide,  la formation de cristaux, ou cristallisation.
Rien de plus simple que d'explorer d'abord ce phénomène avec de l'eau salée. On met de l'eau dans une casserole ou dans une poêle, on ajoute du sel, et l'on chauffe :  l'eau chauffe d'abord doucement, s'évapore progressivement, et le sel se concentre. Quand la  concentration en sel dépasse la saturation, soit environ  300 grammes de sel par litre, le sel précipite sous forme de cristaux.  C'est cela la cristallisation du sel.

Cette définition donnée, nous pouvons  maintenant entrer plus dans les détails. Ainsi, si le chauffage est très lent, de l'ordre de l'évaporation de la solution en plusieurs heures, alors on obtient de gros cristaux, de forme parfaitement régulière. Parfois, ces gros cristaux peuvent être des monocristaux, avec une forme très simple, aux faces toutes planes.
En revanche, si l'on chauffe bien plus énergiquement, alors on obtient une myriade de tout petits cristaux, et pas cette belle cristallisation que nous avions précédemment : les atomes de chlore et de sodium qui étaient dispersés dans l'eau (le sel de table, c'est un assemblage de ces deux types d'atomes) n'ont pas eu le temps de diffuser dans la solution pour aller s'empiler correctement sur les cristaux déjà formés, et la cristallisation s'est faite un peu n'importe comment, partout dans la casserole, avec des cristaux en concurrence les uns avec les autres.

samedi 28 septembre 2019

Je vous présente le saccharose


Le saccharose ? Il faut d'abord et surtout dire qu'il est produit par les plantes et que son extraction, sa purification, par l’industrie du sucre conduit à ... du sucre de table.  Car le sucre de table, ce produit blanc cristallisé à la saveur sucrée, c'est effectivement du saccharose à plus de 99 pour cent. C'est un produit inévitable dans l'alimentation, car il est présent dans tous les végétaux que nous consommons. Quand la sève brute monte vers les feuilles, elle permet, avec le dioxyde de carbone de l'air et l'énergie lumineuse du soleil, la synthèse du saccharose, parmi d'autres sucres tels que le fructose et le glucose. Puis ces sucres, ainsi formés dans ces usines naturelles que sont les feuilles, redescendent dans la plante, où ils servent d'énergie à la fois d'énergie à  cette dernière, comme l'essence pour une voiture, mais aussi de briques pour la constitution des plantes, et de réserves pour les embryons.

Il y a donc du saccharose dans toutes les plantes, et c'est parce que les sucres, notamment le saccharose, sont dans les tiges, les racines, les tubercules ou les fruits, que  nos aïeux lointains ont consommé des tissus végétaux : le sucre, c'est l'énergie dont ils avaient besoin pour vivre. Et c'est ainsi que les grands singes continuent aujourd'hui de mâcher des tiges, ou que les enfants aiment le sucre, comme les animaux.
Le sucre dans les plantes ? Il suffit de cuire doucement des oignons ou des carottes avec très peu d'eau, pour s'apercevoir que le jus récupéré est très sucre : il contient effectivement tant de sucre que l 'on peut même faire des confitures d'oignons.

Faut-il alors ajouter du sucre aux plats ? L'idée un peu bobo de lutter contre les "sucres ajoutés" revient en quelque sorte de faire un bond un siècle en arrière, pour extraire les sucres au lieu d'utiliser celui, très pur, de l'industrie du sucre.
Ici je m'arrête pour signaler que l'industrie du sucre n'est pas une industrie chimique... car il est bien impossible pour une industrie d'être chimique :  la chimie est une science, et l'industrie une technique.
Donc l'industrie du sucre produit du sucre, et ses efforts consistent à extraire le sucre de végétaux, le plus souvent des betteraves ou des cannes à sucre, par des méthodes qui s'apparentent absolument à la cuisson de carottes ou d'oignons dans un bouillon ;  puis il faut concentrer les liquides, évaporer l'eau. Lors de cette opération, on obtient des jus très impurs, et l'industrie utilise une technique de cristallisation pour avoir plus de pureté : quand des molécules  d'une sorte s'empilent  régulièrement en cristaux, les autres molécules, qui ne sont pas de la même sorte, ne sont pas acceptées dans l'édifice cristallin. C'est comme quand on empile des petits cubes : l'édifice  ne se forme pas s'il y a des cubes d'une autre taille. De fait, quand on cristallise le saccharose, et que l'on obtient des grains de sucre blanc, est rejeté un liquide qui contient tous les composés qui ne sont pas du saccharose... et c'est un fait que le sucre blanc est l'une des matières les plus pures  - moléculairement parlant- que l'on trouve en cuite
Evidemment,  par les temps qui courent, il y aura toujours les marchands de cauchemars ou ou des trouilladds pour dire que quelque chose de très pur peut être dangereux. Et il est vrai que les huiles essentielles de basilic ou d'estragon sont à éviter. Pour le sucre aussi : si l'on en mange trop, on devient obèse et l'on a des caries. Mais, au fait,  qui nous force à en manger trop ?