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La Glue ou le Slime ou Silly Putty® fut inventé
par hasard. En effet, en mélangeant de l'acide
borique à de l'huile de silicone, James Wright de
chez General Electric, s'est aperçu que le
mélange s'épaississait pour donner un composé
qui rebondissait et qui pouvait s'étaler même à
des températures extrêmes, contrairement au
caoutchouc. Pourtant, cette découverte
incroyable n'a pas reçu d'avals enthousiastes de
la communauté scientifique.
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En 1949, Peter Hodgson, achète pour 147$ les droits de
production de ce composé. À quelques jours de Pâques, il
eu l'idée de mettre ce polymère dans un œuf en plastique.
Ce produit devint vite un bon vendeur en rapportant des
millions de dollar. Ironiquement, c'est seulement après
son essor en tant que produit récréatif que des utilisations
pratiques de ce composé furent trouvées.
Il permet d'enlever les cheveux et la saleté, les poils
d'animaux de compagnie, les fibres de tissus par son
pouvoir "collant".
Il peut être mis sous un meuble pour le stabiliser, utilisé
dans du béton pour le consolider (et résister aux séismes!).
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Le but de cette expérience est d'observer le changement
de propriétés physiques d'un polymère avant et après
réticulation.
Un polymère: Une chaîne de polymère est constituée par la
répétition identique d'un motif d'atomes appelé monomères.
Les polymères sont des molécules très courantes: pour ne
citer que les plus connues, le polyéthylène, le polystyrène, le
nylon et, en général, toutes les matières plastiques. Mais le
poly(vinyl alcohol), abrévié par PVA, a une particularité très
intéressante et peu courante pour les matières plastiques: il
est soluble dans l'eau.
Le poly(vinyl )alcool:
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La réticulation: la création d'un réseau tridimensionnel par
l'interconnexion des chaînes linéaires entre elles par le biais
du borax (Na2B4O7) par des liaisons faibles (ponts hydrogène)
Dans l’eau les chaînes de polymères peuvent glisser les unes sur
les autres, ce qui leur donne un aspect liquide. Lors de la réticu-
lation, le réseau obtenu a des propriétés élastiques.
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Casse net lorsqu'on la brusque, mais coule très
lentement lorsqu'on la suspend.
Peut s'étirer sur plusieurs mètres sous son propre
poids.
Deux morceaux peuvent fusionner lorsqu'on les
mélange.
Posée sur une surface lisse, s'étale en forme de flaque
circulaire.
Déposée dans un récipient, il en prend lentement la
forme.
N’est pas élastique au point de rebondir fortement.
Pour cela il faut utiliser des chaînes moléculaires bien
plus longues.
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Lorsque la balle percute une
surface, la balle se déforme
ce qui correspond, à l'échelle
microscopique, à des élonga-
tions et contractions des longues chaînes moléculaires.
L'énergie cinétique est alors transformée en énergie
potentielle, comme dans un élastique. Les molécules
tendent à se remettre en place, l'énergie potentielle est
reconvertie en énergie cinétique, d'où le rebond.
Cependant, la balle ne rebondit pas jusqu'à la même
hauteur de départ car, lors du choc, une partie de l'énergie
cinétique a été dissipée en chaleur à cause des frottements
entre les chaînes moléculaires et de la réorganisation des
chaînes moléculaires entre elles, car c'est un
liquide et non un solide.
Des balles rebondissantes: juste des
chaînes polymères plus longues
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Les alginates sont des polysaccharides
obtenus à partir d'une famille d’Algues Brunes :
les laminiares.
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Peuvent former des gels durs et thermostables utilisés
comme additifs alimentaires (E400 à E405) permettant la
reconstruction des aliments (jambon, cordons bleus, poisson
pané…).
Donnent une texture onctueuse à nombre d'aliments tels
que les crèmes glacées.
Les alginates alcalins forment dans l'eau des solutions
colloïdales visqueuses tandis que l'alginate de calcium est
insoluble comme l'acide alginique lui-même.
Sont utilisés comme épaississants, gélifiants, émulsifiants
et stabilisants de produits industriels les plus variés depuis
les gelées alimentaires, les produits de beauté, jusqu'aux
peintures et aux encres d'imprimerie.
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Les laits gélifiés le sont par des alginates et
carraghénanes, qui produisent des desserts lactés
pasteurisés.
Les billes d'alginates sont utilisées en médecine pour
encapsuler des médicaments ou des substances biologiques
fragiles (enzymes, microorganismes, cellules animales ou
humaines). L'alginate de propane-1,2-diol (E405), ester de
l'acide aliginique, est utilisé, par exemple, pour stabiliser des
mousses (vinification, additif de bière ...), et est également
utilisé dans un procédé de préparation de microcapsules.
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Le gel est obtenu par diffusion lente
d'ions alcalins ou d'ions alcalino-terreux
(surtout Ca2+).
Pour obtenir un gel, il faut neutraliser
les charges répulsives des carboxylates
pour permettre le rapprochement des
chaînes polymère. Les ions calcium
remplissent cette fonction.
En présence de calcium, ces segments
s’associent pour former des agrégats
similaires à des boîtes à œufs. Cette
structure forme un gel fort à froid qui
peut être irréversible thermiquement si
les liens calcium sont forts et nombreux.
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Les différents procédés de gélification
des alginates
Gélification externe ou par diffusion
Une solution d’alginates est versée goutte à goutte dans une
solution contenant du calcium libre (exemple : CaCl2).
La gélification de l’alginate se fait immédiatement à la
périphérie de la goutte. Des échanges peuvent alors se
produire entre l’intérieur et l’extérieur de la goutte.
Cette technique permet d’obtenir des billes d’alginates au
cœur liquide. Ces billes résistantes à la température, peuvent
alors être déposées sur des plats chauds et incorporées dans
des boissons (champagne, sirop, lait, etc..).
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Les différents procédés de gélification
des alginates
Gélification interne
Ce procédé est utilisé pour obtenir un gel d’alginates
homogène (gel dans l’ensemble du volume). Pour cela, le
calcium du milieu est piégé par un phosphate pour permettre
à l’alginate de se dissoudre complètement. Ensuite, un sel de
calcium à dissolution lente est utilisé (par exemple CaSO4). Le
calcium, libéré progressivement, forme un gel avec les
alginates. Le gel formé résiste à un traitement thermique
élevé.
Cette méthode est utilisée pour fabriquer des aliments
reconstitués : boulettes de viande, analogues de fruits, pâte
de piment ou olives, barde de lard, etc.…
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Les alginates de sodium sont employés à moins de 1,5%
comme épaississants, gélifiants et liants.
Il est conseillé d’utiliser une eau en bouteille pauvre en
calcium (Ca2+<100mg/L) et non l’eau du robinet qui contient
du calcium sous forme de calcaire.
Le gel d’alginate se forme par l’ajout d’ions calcium dans la
solution (ajout d’une solution de chlorure de calcium ou lactate
de calcium).
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La chimie des matières plastiques a un rôle industriel très
important. En 1980, la production mondiale de matières
plastiques atteignait, en suivant une croissance exponentielle,
50 millions de tonnes. Les matières premières (styrène,
éthylène, butadiène,…sont fournies par l'industrie du pétrole
dont approximativement 4% sont utilisés pour fabriquer les
plastiques.
Chimiquement parlant, les
plastiques sont des macromolécules
(plus de 1000 atomes par
molécule) dont les propriétés
découlent de l'agencement particulier
des molécules
géantes.
Les polymères
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Les polyamides
Wallace Carothers était un chimiste
américain, né en 1896 et mort en 1937.
Elève brillant Wallace Carothers décroche
un doctorat en physique chimie et enseigne
pendant plusieurs années dans de
nombreuses universités. Reconnu et
expérimenté Carothers est recruté par la
compagnie Dupont où il travaille dans le
service chimie organique et plus
précisément sur les polymères. Wallace
Carothers y développe le nylon et le
néoprène.
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Le nylon
C'est le 28 février 1935 que l'équipe obtient une quantité
importante de polyamide 6-6. La société Dupont choisit alors
cette forme de polyamide pour la commercialisation. Le nylon est
né.
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Le nylon Le nylon fait partie de la famille des polymères et plus
précisément des polyamides à cause du groupement amide
caractéristique sur la chaîne principale.
Un polyamide est une molécule issu de la réaction entre des
fonctions acides (COOH) et amine (NH2) conduisant à des
fonctions amides.
Pour former du nylon, l'acide adipique (hexanedoïque) réagit
avec l'hexaméthylène diamine (1,6-diaminohexane)
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Le nylon
Grâce à ce positionnement du à la forte polarité des liaisons amides, des
liaisons hydrogènes entre les groupements CO et NH de chaînes voisines ont
lieu. Elles remettent les fibres dans leur position initiale lorsque l'étirement
cesse ce qui donne aux fibres une grande résistance. Cela les rend très
intéressants pour les vêtements près du corps (collants, chaussettes, les
maillots de bains...)
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Les polymères superabsorbants (PSA) sont des
copolymères d'acide acrylique et d'acrylate de
sodium réticulés, qui forment un gel au contact de
l'eau. Ils peuvent ainsi absorber jusqu'à 100 ou
1000 fois leur poids en eau.
Les SAP ont fait leur apparition en 1938,
puis ont été étudiés en détail dans les
années 50. Il a fallu attendre la fin des
années 80 pour les voir apparaître dans
nos magasins en Europe. D'abord
composées d'un mélange de SAP et de
cellulose, les parties absorbantes des
couches-culottes ne contiennent
maintenant plus que des
superabsorbants.
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Les polyacrylates
sont synthétisés par
polymérisation radicalaire de l'acide acrylique,
initiée photochimiquement
ou chimiquement, en utilisant un initiateur de
radicaux tel le peroxodisulfate d'ammonium
((NH4)2S2O8). La copolymérisation avec des agents
ramifiants permet de contrôler la taille et la
structure des chaînes polymériques, donc les
propriétés du matériau obtenu.
Les polymères superabsorbants forment un réseau de chaînes
carbonées portant des fonctions acide carboxylique et
carboxylate dans des proportions contrôlées au moment de la
polymérisation.
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Quand ils sont déshydratés, ils se
présentent généralement sous forme
de poudre blanche. Ces matières sont
formées d'un enchevêtrement de
chaînes macromoléculaires
polymérisées, reliées entre elles par
des ponts hydrogène.
Les forces motrices expliquant l'absorption de l'eau par les
polymères superabsorbants sont principalement la formation
de liaisons hydrogène (des molécules d'eau s'insèrent dans le
réseau polymérique et minimisent les répulsions
électrostatiques) et la pression osmotique (milieu ionique à
l'intérieur du polymère, milieu neutre à l'extérieur).
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Chaque maillon de la chaîne est fortement hydrophile. En
présence d'eau, l'eau pénètre le polymère, d'une part à cause de
la répulsion électrostatique des chaînes polymériques, et
d'autre part sous l'effet de l'attraction des groupements
hydrophiles du polymère. Sous l'effet de l'insertion de l'eau, le
réseau se déploie, le matériau gonfle et forme un gel
translucide, plusieurs dizaines ou plusieurs centaines de fois
plus volumineux.
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L'élasticité du polymère tend à s'opposer au gonflement, et
conduit finalement à un équilibre. Par ailleurs, l'effet peut être
contrebalancé par la pression osmotique : si le liquide ambiant
est chargé d'ions qui ne peuvent pas migrer dans le réseau de
polymères, la pression osmotique créée par la différence de
concentration empêche l'eau de pénétrer dans le réseau : le
polymère absorbe moins l'eau chargée de sels qu'il n'absorbe
l'eau pure.
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Pour un polymère donné, le pH
(protonation des fonctions
carboxylates) et la force ionique
du liquide absorbé influencent
très fortement l'absorption. Ce
dernier point est un facteur très
limitant: l'absorption des SAP
utilisés dans les couches est dix
fois moins importante pour du
liquide physiologique que pour
de l'eau pure.C'est d'ailleurs la raison pour laquelle
les couches superabsorbantes
contiennent jusqu'à 15 g de SAP alors
que 5 g sont suffisants pour absorber un
litre d'eau pure!
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La réaction est réversible (avec de l'eau distillée) :
si on laisse sécher lentement le gel dans un four à
basse température (50°C), pendant quelques
heures, on peut réutiliser la poudre pour une
nouvelle expérience. Cela vient du fait que l'eau
est simplement emprisonnée, mais ne réagit pas
chimiquement avec le polymère; c'est une
absorption réversible.
Ils peuvent aussi être utilisés comme agents de
contrôle de l'humidité dans l'emballage
alimentaire, ou comme agent d'étanchéité pour
l'enrobage des câbles.
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Cristaux de polyacrylamide
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Le polystyrène est le polymère obtenu
par la polymérisation des monomères de
styrène
Le polystyrène de base, appelé PS cristal, est une
matière dure et cassante, pouvant être transparente
ou colorée. Ses propriétés mécaniques et thermiques
peuvent être modifiées par l'ajout de plastifiants ou
de butadiène (caoutchouc) pour en faire un
polystyrène dit choc.
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Le polystyrène cristal est extrudé seul dans
des unités d'orientation pour former des
feuilles de polystyrène orienté. Cette
orientation se fait avec des grades de PS
cristal à haut poids moléculaire, dans des
unités d'orientation en sens machine puis
sens transverse ; elle confère une meilleure
tenue mécanique à la feuille ainsi obtenue.
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Température
Polystyrène
orienté
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Les multiples usages de l'huile d'olive
L'huile d'olive est tout à la fois un médicament, un
cosmétique et un aliment. Les vertus de l'huile pour la
santé ont été mises en évidence dès l'Antiquité par
Hyppocrate, Pline, Galien, Dioscoride puis Averroès qui
l'utilisèrent comme composant médicinal.
Combinée à des huiles essentielles et d'autres plantes, elle
garde droit de cité dans les médecines traditionnelles et
populaires dont la phytothérapie est l'héritière. Ses vertus
chauffantes et calmantes en font une huile de massage
(Kinésithérapie). Quant à la feuille d'olivier, elle est un
fongicide naturel.
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L'huile d'olive est formée de triglycérides, autrement dit
d'acides gras monoinsaturés (principalement l'acide oléique)
et de la carotène, qui produisent respectivement la vitamine
E et la provitamine A, lesquels, associés aux polyphénols,
sont de puissants agents antioxydants.
À l'inverse des huiles polyinsaturées (huiles de soja ou de
tournesol), l'huile d'olive ne dérègle pas la programmation
cellulaire, principale cause du vieillissement, par sa teneur
en vitamine E, elle augmente même la capacité de défense de
l'organisme.
La consommation d'huile d'olive est également
recommandée dans les cas des gastrites hyperchlorydriques
et d'ulcères. Elle prévient la formation de calculs bilaires,
agit favorablement sur l'atonie de la vésicule biliaire et prise
pure et à jeun, elle favorise le transit intestinal. Ses
pigments, ont une action préventive des maladies cardio-
vasculaires.
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La feuille riche en
antioxydants restaure les
cellules de l'épiderme. L'huile
d'olive protège la peau; la
célèbre marque centenaire
“Marius Fabre” fabrique
encore le vrai savon de
Marseille … à Salon-de-
Provence. Le savon de couleur
verte doit contenir au moins
72% d'huile de grignons
d'olive.
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Depuis plus de 3000 ans, à Alep, en Syrie,
on perpétue de père en fils les procédés de
fabrication du savon.
Pour fabriquer le savon d‘Alep, ils utilisent une huile
d’olive de première qualité de 2e pression à froid. L'huile
d’origine locale est chauffée avec de la soude naturelle en
ajoutant de la précieuse huile de baies de laurier. Tout
débute à la fin de l’automne après la récolte des olives et le
pressage de l’huile. Dans le vieux souk d’Alep, l’huile est
alors chauffée lentement, entre 80°C et 100 °C, pendant
plusieurs jours avec de l’eau et de la soude dans les
traditionnels chaudrons.
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Saviez vous que vous avez sans doute tout ce qu’il vous
faut dans votre placard pour vous faire votre propre centre
de beauté? En dépannage quand vous n’avez plus votre
crème de jour ou en soins quotidien pour la pure adepte du
bio ou parce que l’on a tout simplement envie de faire des
économies, les recettes de grands-mères sont nombreuses et
faciles a réaliser….
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Une émulsion est un mélange, macroscopiquement
homogène mais microscopiquement hétérogène, de deux
substances liquides non miscibles (qui ne se mélangent
normalement pas), comme l’eau et l’huile.
Une substance est dispersée dans la seconde substance
sous forme de petites gouttelettes. Le mélange reste
cinétiquement stable grâce à un troisième ingrédient appelé
émulsifiant.
Une mousse est très similaire à une émulsion : la seconde
substance est alors un gaz (au lieu d'un liquide) dispersé
sous forme de bulles. Une autre différence importante entre
mousses et émulsions est la fraction volumique de la phase
dispersée (gaz), en général beaucoup plus élevée dans les
mousses les plus stables.
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Une crème hydratante
phase huileuse : huile et ingrédients solubles dans l'huile
phase aqueuse : eau et ingrédients solubles dans l'eau
émulsifiant.
La vinaigrette: phase huileuse : huile; phase aqueuse :
vinaigre
La vinaigrette est une émulsion instable. L'huile et le vinaigre
ont tendance à se séparer. Elle peut être rendue cinétiquement
stable en ajoutant de la moutarde. La moutarde broyée libère
des phospholipides, le tensioactif.
La mayonnaise phase huileuse : huile; phase aqueuse : jaune
d'œuf (composé pour moitié d'eau) et moutarde émulsifiant : la
lécithine du jaune d'œuf est l'émulsionnant (tensio-actif). Elle
est cinétiquement stable.
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Les fleurs, les légumes, les fruits et, d'une
manière générale, les plantes ayant une couleur
(autre que le vert de la chlorophylle) renferment
des molécules qui sont responsables de cette
couleur. Certaines de ces molécules sont sensibles
à leur environnement chimique et leur couleur
peut ainsi varier, comme des indicateurs colorés.
Les anthocyanines :
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Les anthocyanines sont une famille de colorants naturels
(les flavonoïdes) dont la couleur varie sur tout le spectre
coloré (selon les groupements présents sur le squelette de
base) et en fonction du pH de la solution, c'est à dire de son
acidité ou, au contraire, de son alcalinité (basicité). On parle
alors d'indicateur de pH. Le légume le plus représentatif est
certainement le chou rouge.
Une plante peut contenir un ou plusieurs types
d'anthocyanines, en plus ou moins grandes quantités, ce qui
fait que la variation de jus de plantes différentes en fonction
du pH peut donner des couleurs différentes.
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Avec le jus de chou rouge, il est possible de fabriquer une
échelle de couleur très variée en fonction du pH, mesuré par
exemple avec un pH-mètre. On peut ainsi utiliser un produit
naturel et à bas prix pour quelques analyses élémentaires de
pH.
La couleur vue par notre oeil est en
réalité celle qui n'est pas absorbée
par la molécule lorsqu'elle est
éclairée par une lumière blanche
(lumière du soleil), c'est à dire la
couleur complémentaire. Si la
molécule absorbe majoritairement la
couleur rouge, notre oeil verra la
couleur complémentaire : le vert.
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Dans une certaine gamme de pH, la passage de la molécule
d'une forme à une autre est réversible, ce qui explique
pourquoi on peut revenir à la couleur initiale en ajoutant un
produit d'acidité contraire. Par contre si le pH est trop
basique (couleur jaune), la structure de la molécule est
modifiée (réaction chimique) et la réversibilité n'est plus
possible.
Il est alors possible de tester d'autres solutions aqueuses
pour connaître leur pH : eau distillée, eau de mer, eau de
piscine, eau gazeuse, eau savoneuse, eau de Javel, salive, jus
de fruits….
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Les anthocyanines (ou anthocyanes) sont des molécules
sensibles à la présence des ions H3O+ et HO–, et par
conséquent à la valeur du pH de la solution dans laquelle
elles se trouvent. Les groupements R1 à R7 varient en
fonction des molécules de cette famille et des plantes. Ils
jouent le rôle de chromophores, c'est à dire de groupements
qui modifient la couleur de la molécule de base.
Ce sont des molécules aux propriétés antioxydantes (comme
la vitamine C, ou les polyphénols), protectrices des
ultraviolets et du dioxygène. On les utilise aussi comme
colorants alimentaires (codes E163x). Pour les
anthocyanines, le substituant R3 est un glycosyle (glucose
substitué).
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Le pH est lié à la concentration en ions H3O+ (ion
hydroxonium) présents dans une solution (notée [H3O+], mol/L),
par la relation :
pH = –log [H3O+]
dans laquelle log est le logarithme décimal.
Par exemple, :
•[H3O+] = 10–3 mol/L équivaut à pH = 3 (acide),
•[H3O+] = 10–8 mol/L équivaut à pH = 8 (basique).
Et on dit que :
•un pH = 7 est celui d'une solution neutre (à 25°C),
•un pH < 7 est dit acide,
•un pH > 7 est dit basique.
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L'eau est indispensable à la vie sur
Terre. Lorsqu'elle est polluée, c'est
tout l'environnement qui est touché.
La pluie acide est la conséquence de
la pollution de l'air d'origine humaine,
à cause de la combustion des énergies
fossiles.
L'acidité de la pluie est mesurée
avec la même échelle de pH.
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Les précipitations sont naturellement acides, car le dioxyde de
carbone (CO2) qui se trouve dans l'air se dissout dans les
gouttes d'eau, devient de l'acide carbonique (H2CO3) ce qui
abaisse le pH aux environs de 5,6.
L'eau de pluie même non polluée est légèrement acide à
cause de la dissociation de l'acide carbonique. On parle de
pluie acide lorsque le pH de la précipitation est inférieur à 5,6.
Les humains sont responsables de ces pluies acides de part
les émissions de composés azotés et soufrés. SO2 and NOx
sont impliqués dans de multiples processus chimiques avant
de former de l'acide sulfurique (H2SO4) ou de l'acide nitrique
(HNO3) qui causent les pluies acides…. Soyez responsables!
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L'histoire de l'électricité
Depuis la Haute Antiquité, les Hommes ont cherchés à
comprendre et à utiliser des phénomènes qui se présentaient
sous leurs yeux, tels que la foudre ou l’électricité statique de
la laine… Ainsi le terme « électricité » dérive directement du
grec « êlektron » qui désigne l’ambre jaune. Car aussitôt frotté
sur un tissu, cette résine fossile attire des objets légers
(exemples : brins de paille, feuilles d’arbre). Cependant si la
découverte de ce phénomène physique est connue depuis des
milliers d’années, la théorisation et la compréhension de
l’électricité est relativement récente. En effet la première
réalisation est celle d’Alessandro Volta qui invente en 1799 :
la pile électrique.
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Les atomes qui composent la matière sont fait d’électrons
chargés négativement qui gravitent autour d’un noyau
constitué de protons chargés positivement et de neutrons
possédant une charge nul. Le nombre d’électrons étant égal au
nombre de protons, l’ensemble est électriquement neutre.
Pour créer un courant électrique, il faut donc un circuit de
matériaux conducteurs qui permettra aux charges électriques
de se déplacer et un mécanisme capable de créer une différence
de potentiel entre les deux extrémités du circuit. Ce mécanisme
est appelé générateur : ce peut être par exemple une dynamo ou
une pile.
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Le physicien italien connu pour ses travaux
fondamentaux sur l'électricité et son invention de
la pile électrique, Alessandro Giuseppe Antonio
Anastasio Volta est né le 18 février 1745 à Côme.
En mars 1800, Volta publie l'invention de la pile
qu'il a mise au point, constituée d’un empilement
de couples de disques zinc cuivre en contacts
directs, chaque couple étant séparé du suivant par
un carton humide. Il y souligne le fait que,
lorsqu'on les sépare, la lame de cuivre prend une
charge négative et celle du zinc une charge
positive.
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L'unité de tension électrique sera baptisée volt
(V) en son honneur. Si Volta meurt à l’age de 82
ans, il est considéré malgré tout comme étant un
des pionniers de l’étude de l’électricité.
La chimie progresse énormément grâce à son
invention -la pile électrique. En effet, c’est grâce à
sa pile que l’on a pu, par la suite, isoler le
dihydrogène ( H2 )et le dioxygène ( O2 ). Puis ce fut
au tour des batteries d’apparaître, se basant sur le
même mode de fonctionnement que sa pile.
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La pile électrique
Le fonctionnement de la pile : l’oxydoréduction
L’oxydoréduction est une réaction chimique correspondant à
l’action d’un corps oxydant sur un corps réducteur, avec la
réduction de l’oxydant et l’oxydation du réducteur.
Le principe du fonctionnement
Nous sommes en présences des couples Cu2+/Cu et Zn2+/Zn.
Le réducteur Zn va réagir avec l’oxydant Cu2+ : le zinc va être
oxydé, et le Cu2+ réduit.
Le zinc va céder ses électrons : il est la borne – de la pile.
Le cuivre va capter ces électrons : il est la borne + de la pile.
Dans cette réaction: les électrons « partent » du zinc pour être récupérés par le cuivre car le zinc a un potentiel de réducteur plus élevé que le cuivre. La « force » de la pile est déterminée
par cette différence de potentiel
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Le 7 novembre 1801, le physicien italien
Alessandro Volta présente à l'institut de
France son invention qui révolutionnera
le monde : la pile électrique.
Peut-on remplacer tout cela
par des citrons?
La pile électrique aujourd’hui
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Le citron, ça tombe pile!
Cu Zn
Acide citrique
(jus de citron)
= Electrolyte
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Les piles sont des déchets à traiter avec précaution. Elles
contiennent des métaux (nickel, cadmium, mercure, plomb, fer,
zinc ou lithium) dont certains sont toxiques et nocifs pour
l'environnement. En outre, les piles ne sont évidemment pas
biodégradables.
En date de 2009, les métaux lourds ont été éliminés de la
plupart des piles vendues sur le marché. Ainsi les piles
alcalines ne contiennent plus de métaux lourds (sauf à l'état de
trace), la loi l'interdisant depuis des années. Certaines piles
boutons en revanche contiennent encore du mercure qui est un
métal lourd dangereux. C'est également le cas des
accumulateurs Ni-Cd, qui contiennent du cadmium.
Le recyclage!
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Les piles ne doivent pas être jetées dans une poubelle
ordinaire, mais doivent être amenées à un point de
collecte (dans des magasins ou d'autres édifices
publiques, comme des écoles, collèges ou certaines
entreprises). En effet elles contiennent des substances
toxiques.
Le recyclage!
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Département de chimie
L'eau est essentielle à
toutes formes de vie,
elle représente 70% de
notre poids corporel et
s’avère indispensable
au bon fonctionnement
du corps humain:
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Département de chimie
Régule la température corporelle (via la transpiration)
Permet la circulation des éléments nutritifs dans le corps
(circulation sanguine)
Assure le métabolisme
Assure l’élimination des déchets (système rénal ou
intestinal)
Maintient l’équilibre d’électrolytes des cellules
Donne de l’élasticité à notre peau
Lubrifie nos articulations …
http://www.eaurmc.frhttp://www.sourceh2o.com/fr/leau-est-vitale.htmlhttp://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/potable/menuRessour.html
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Département de chimie
H2O Pure:
L’eau pure (composée uniquement de
molécules d’eau – H2O) n’est qu’un concept
chimique utopique. Il s’agit d’un solvant
extrêmement efficace, capable de dissoudre
grand nombre de substances solides et
gazeuses, d’où l’improbabilité de l’isoler
sous sa forme pure.
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Département de chimie
H2O Potable: On qualifie de potable, une eau que
nous pouvons boire sans risque pour la santé. Celle-
ci doit être exempte d’organismes pathogènes et
parasites. L’eau potable peut contenir beaucoup de
minéraux dissouts sous forme d’ions: le calcium
(Ca++), le magnésium (Mg++), le sodium (Na+), le
potassium (K+), les carbonates (CO3--), les
bicarbonates (HCO3-), les sulfates (SO4
--), les
chlorures (Cl-) et les nitrates (NO3-). En revanche,
seules des quantités limitées de certaines
substances chimiques, jugées indésirables, sont
tolérées (nitrates, phosphates, métaux lourds..)
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Département de chimie
Les particules échangeuses d’ions du
filtre domestique sont ajoutées à un
mélange eau-colorant. Les molécules
de colorant (portant une charge +)
sont fixées aux particules de résine
et ne sont donc plus disponibles pour
la coloration de l’eau. Le filtre d’eau
domestique peut adhérer, via le
même mécanisme, les atomes de
Calcium (Ca++), Magnésium (Mg++),
Plomb (Pb++) et Cuivre (Cu++)…,
présents dans l’eau du robinet.
Molécule
colorant
bleuParticules
charbon
activé
Particules
résine
The Pfizer Foundation Biochemistry
Discovery Lab
Bleu de méthylène
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Le groupe de recherche du Professeur Sauvé (Département de
Chimie/Université de Montréal), a confirmé l’efficacité d’un système
de filtration domestique (Brita®) pour l’élimination de certains
éléments traces (Plomb et Cuivre) de l’eau potable. L’étude démontre
une réduction de 97% pour le plomb et de 94% pour le cuivre présent
dans l’eau du robinet.
Concentrations moyennes de plomb des eaux non filtrées
et filtrées par le système Brita®
14,4
16,9
19,3 19,3
5,2
6,6
2,6
0,6 1,0
2,1 1,9
0,4 0,2 0,2
0
5
10
15
20
25
Robinet 1 Robinet 2 Simulée 1 Simulée 2 Domicile 1 Domicile 2 Domicile 3
Tests
Co
nc
en
tra
tio
n (m
g/L
)
Avant
Après
CMA
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Image topographique (10μm x 8μm) de la surface
d’une particule de charbon activé. Microscopie
Électronique.
http://www.worsleyschool.net/science/files/adsorptio
n/page.html
Particules de résine
direct.tesco.com/pi/Product
Particules de charbon activé
Image topographique (2.5 μm x 2.5 μm) de la surface d’une particule de
résine. Microscopie à Force Atomique (AFM).
Patricia Moraille, Laboratoire de Caractérisation des Matériaux -Université
de Montréal.
Particules de résine
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La résine échangeuse de cations, se retrouve sous forme de
particules couvertes de la fonctionnalité acide sulfonique
(SO3H). Ces groupements acide échangeront leurs cations
hydrogène (H+) pour d’autres cations (CA+) présents dans l’eau:
RxSO3H + CA+ ↔ RxSO3CA + H+
Pb++, Ca++, Ni++, Cd++, Cu++, Zn++, Mg++,Ag+, K+, H+, Li+Affinité de plus en plus petite
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Il s’agit d’atomes de carbone auxquels on a ajouté une légère
charge électropositive +, le terme actif illustre sa grande
capacité d’adsorption. Ces particules de charbon activé peuvent
alors retenir activement les impuretés chargées négativement:
(par ex. le chlore et ses sous-produits, pesticides…) Lorsque les
nombreux pores du charbon actif sont bloqués celui-ci n’est plus
actif. 1 livre de charbon activé équivaut à une aire d’environ
500 000 m2 capable d’adsorber des millions de molécules.
Le charbon activé, étant sujet à la
prolifération de bactéries, celui-ci est
souvent imprégné d’atomes d’Argent (Ag)
à cause de leurs propriétés
antibactériennes.http://www.hc-sc.gc.ca/iyh-vsv/environ/chlor_f.html
http://www.hc-sc.gc.ca/ewh-semt/water-eau/index_f.html
http://www.home-water-purifiers-and-filters.com/carbon-water-filter.php