Expérience de l"eau solide" ( Vacances hiver - Expérience n° 4)

Il faut : 

- une ou deux couches

- une passoire + 1 saladier

- de l'eau

Préparation :

La première étape est la plus longue : il s'agit de découper grossièrement la couche pour ne garder que la partie centrale (qui contient la poudre), puis déchiqueter les épaisseurs afin de pouvoir gratter la couche de cellulose contenant les grains. On se croirait presque dans un mauvais film de série B où des transporteurs planquent la came dans les couches....

Je tiens à préciser également que les couches utilisées proviennent de mon vieux stock personnel, je n'ai pas utilisé les couches qui me sont confiées par les parents des pious, bien entendu 

On fait tomber la poudre au dessus de la passoire qui elle-même est posée sur le saladier, et ce pour éviter que des débris de cellulose ne tombent dans le saladier.

Nous avons tout de même observé de minuscule débris de coton ou cellulose dans la poudre, donc nous avons repassé au chinois/tamis :

Ce travail fastidieux étant terminé, on obtient une petite quantité de poudre. Il faut idéalement en avoir au moins 1 cuillerée à soupe.

Expérience :

Nous avons transféré l'eau dans un récipient bleuté afin de mieux observer la texture obtenue lors de l'expérience.

On verse de l'eau doucement sur la poudre. On observe la formation d'un gel de plus en plus dense. Les molécules d'eau sont retenues prisonnières comme dans un entrelacs de fils. Les polymères présents dans la poudre retiennent l'eau comme dans un "filet".

Impossible de le renverser, l'eau est "solide"

Plus on verse de l'eau, plus le gel est dense et semble "gonfler"

Expérience réciproque :

On peut aussi pour s'amuser essayer de casser les liaisons des polymères et libérer l'eau retenue. Pour ce faire : ajouter du bicarbonate de sodium ou de sel. Verser un tout peu d'eau si besoin et remuer en secouant le récipient.

On observe que l'eau est libérée et on est retourné à un état liquide.

Une vidéo est toujours plus parlante qu'une photo :

Explications (source : David Larousserie, Sciences & Avenir)

Les grains constituant la poudre sont des réseaux de polymères : chacun est constitué de chaînes de molécules résultant de la répétition d’un même motif, l’acide acrylique, et connectées entre elles par d’autres molécules, variables selon les fabricants et gardées secrètes. La macromolécule ainsi formée s’apparente à un filet tridimensionnel. En présence d’eau, les grains de la poudre gonflent par un phénomène de pression osmotique : l’eau pénètre dans le réseau de polymères car la concentration en ions sodium y est plus importante que dans l’eau. En grossissant, les grains se lient en masse compacte par capillarité. Le processus s’arrête lorsque les chaînes sont « tendues » au maximum. Inversement, l’ajout de sel de cuisine, donc d’ions, diminue la pression osmotique et le gel dégonfle.

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