Sciences ludiques

Fabriquer un cristal, en toute simplicité, ça te tente? Pas besoin de laboratoire sophistiqué ou de matériau rare! Je te propose aujourd’hui une petite expérience facile pour créer ton propre cristal. Je te le dis tout de suite, je ne te propose pas de faire un diamant ! Il faudrait une température et une pressionLa pression est la force que l'on exerce en appuyant sur une... More bien trop importante pour que tu puisses faire ça chez toi! Je te propose de faire, à la place, un cristal de sel. Un sel un peu particulier puisqu’il s’agit du sel d’Epsom (MgSO4 pour les intimes).

Ce qu’il te faut pour fabriquer un cristal

Cette expérience facile à faire à la maison ne demande pas beaucoup de matériel et permet d’avoir un beau résultat qui fera briller les étoiles dans les yeux des enfants (et des parents!) En plus de son côté artistique, cette expérience permet également d’aborder le sujet de la transformation des matériaux en parlant de cristallisation.

Tu auras donc besoin de :

• Une boite à chaussure
• 3 verres en plastique
• De la ficelle
• 400ml d’eau
• Quelques gouttes de colorant alimentaire (pour avoir un beau cristal coloré)
• 5 cuillères à soupe de sel d’Epsom
• un cutter

Le sel d’Epsom est couramment utilisé dans le domaine du bien-être puisqu’il facilite la digestion et permet de soulager les douleurs musculaires. De plus il a une action purifiante sur notre peau et permet, tout simplement de se relaxer. Je te conseille de tester le bain au sel d’Epsom…c’est pas mal du tout!

Tu peux trouver ce sel ici, par exemple.

C’est parti pour une expérience de fabrication de cristal à la maison!

On va commencer par installer tout ce qu’il faut pour que l’expérience fonctionne.

Tout d’abord, il va falloir s’occuper de la boite à chaussures.

• Enlève le couvercle qui ne nous sert à rien.
• Découpe une bande d’environ 10 cm de long et 2 cm de large à l’aide d’un cutter sur une des longueurs de la boite.
• Installe ta boite couchée sur le côté (fente vers le haut) à un endroit stable.

Ensuite, il va falloir installer ce dont tu auras besoin pour fabriquer un cristal :

• Pose 2 verres sur le dessus de la boite.
• Découpe le troisième verre pour le transformer en petite coupelle (avec des bords d’environ 3 cm de haut).
• Pose ce troisième verre dans la boite à chaussures, sous la fente que tu as découpée précédemment.
• Découpe un bout de ficelle qui relie les deux verres posés au dessus de la boite à chaussures avec suffisamment de longueur pour qu’elle passe quelques centimètres au dessus du verre posé à l’intérieur de la boite à chaussures.

Voici le dispositif que tu obtiens pour pouvoir fabriquer un cristal :

Voilà, tout est prêt pour fabriquer un cristal! Tu peux maintenant faire chauffer un peu ton eau. Quand c’est chaud, tu peux dissoudre le sel d’Epsom (les sels se mélangent toujours mieux dans l’eau chaude que dans l’eau froide!) et les quelques gouttes de colorant alimentaire. Après ça, tu n’as plus qu’à mettre ce mélange dans les 2 verres situés sur le haut de la boite à chaussures et à attendre que la cristallisation se fasse (en quelques jours voire une semaine ou 2). C’est sans doute la partie la plus difficile de cette expérience pour enfant : devoir attendre que le cristal pousse! Mais il faut un peu de patience pour mériter ce joli résultat!

Comment expliquer le résultat de cette expérience scientifique?

Bon, alors concrètement, que se passe-t-il lorsque l’on veut fabriquer un cristal? Il n’y a bien sûr rien de magique, c’est une réaction chimique!

Et bien l’eau contenant du sel d’Epsom (et du colorant, mais lui, il est là pour faire joli, donc on ne va pas s’attarder sur lui!)…je disais donc l’eau et le sel d’Epsom étaient présents dans un verre dans lequel était plongée une ficelle. L’eau et le sel, par capillarité, se sont fait la malle en partant dans la ficelle.

La goutte d’eau salée est donc descendue jusqu’au point le plus bas de la ficelle. Là, elle a été rejointe par une autre goutte d’eau et de sel en provenance du deuxième verre posé sur la boite. Le poids de l’eau est tel que les deux gouttes d’eau sont tombées dans le troisième verre posé sous la ficelle. En faisant ça, elles ont abandonné sur place le sel d’Epsom qui est resté accroché à la ficelle.

Dans la vie quotidienne, c’est l’évaporation qui permet au sel de se retrouver seul, abandonné des molécules d’eau pour fabriquer un cristal.

D’autres gouttes d’eau salée ont suivi, abandonnant à chaque fois un peu de sel en bas de la ficelle. Les molécules de sel devenaient donc de plus en plus nombreuses (on dit qu’elles étaient concentrées). Et c’est là que les choses deviennent intéressantes!

Les molécules, lorsqu’elles sont en trop grand nombre comme c’est le cas ici, commencent à se ranger. C’est comme si elles voulaient gagner un peu de place. Tu peux ranger plus de choses dans un tiroir si tu fais de jolies piles au lieu de tout jeter en vrac dans ton tiroir. Et bien là, c’est pareil! Il y a foule au bout de la ficelle! Les molécules de sel d’Epsom ne savent plus ou se mettre!

Lorsque quelques molécules trouvent un défaut, une anfractuosité (et il y en a beaucoup dans la ficelle!), elles commencent à se ranger. Elles peuvent former des cubes, se mettre en rang deux par deux ou encore 6 par 6 selon la nature des molécules. C’est ainsi qu’un bébé cristal nait. On l’appelle un germe de cristal.

Puis, petit à petit, les molécules qui se trouvent à côté du germe trouvent l’idée géniale et viennent, elles aussi, se ranger et s’accrocher à celui-ci. On dit alors que le cristal grandit.

Si je résume, que faut-il pour fabriquer un cristal ? Et bien on a besoin d’une température et d’une pressionLa pression est la force que l'on exerce en appuyant sur une... More spécifique (pour le diamant c’était une très forte pressionLa pression est la force que l'on exerce en appuyant sur une... More et une très forte température. Pour le sel d’Epsom, il suffit d’une température et d’une pressionLa pression est la force que l'on exerce en appuyant sur une... More ambiante). Il faut aussi une forte concentrationQuantité d'un produit dans un lieu ou un volume. More de molécules (ou d’atomes) et un support avec des défauts où le cristal va pouvoir s’installer. Et là, l’émerveillement fera son apparition en même temps que le cristal!

Il existe d’autres molécules qui cristallisent à température et pressionLa pression est la force que l'on exerce en appuyant sur une... More ambiantes. Tu peux essayer de mettre de l’eau avec beaucoup de sel de table (ou de l’eau de mer) sur le rebord d’une fenêtre. L’eau, en s’évaporant, va concentrer les molécules de sel de table et les cristaux vont devenir de plus en plus grands.

Tu peux aussi tester la même chose avec de la bouillie bordelaise (demande à ton jardinier préféré de t’en donner un peu!). Laisse le liquide s’évaporer, et là aussi, tu verras naitre un joli cristal bleu (cristal de cuivre dans ce cas). Tu peux également utiliser du sel d’alun pour faire une expérience avec un joli cristal, comme le propose Caroline sur son blog. Mais attention, le sel d’alun ne se manipule pas aussi facilement que le sel d’Epsom!

Sais-tu qu’il existe plusieurs cristaux autour de toi? Bien sûr, il y a ceux que tu vois sur certains bijoux, mais il y a aussi la mine de ton crayon (cristal d’atomes carbone), les flocons de neige (cristal de molécules d’eau) ou encore le sel de table (cristal d’une moléculeC’est un ensemble d’atomes qui sont reliés entre eux pa... More appelée le chlorure de sodium).

S’ils sont dans les bonnes conditions, les cristaux peuvent devenir très grands comme ceux qui ont été découvert dans une grotte appelée Naica, au Mexique que tu peux découvrir ici :

Alors? Vas-tu fabriquer un cristal avec ton enfant?