Nous allons, tout d'abord, essayer de produire la réaction chimique de la chimiluminescence.
Nous savons que la réaction est due à l'oxydation du luminol.
Nous
sommes partis de deux solutions : une solution A de ferrycianure de
potassium et une solution d'hydroxyde sodium et de luminol.
Nous avons donc réalisé plusieurs expériences afin d'observer l'importance de certains critères de l'expérience finale.
Préparation des solutions :
Solution A: solution aqueuse de ferricyanure de potassium.
Matériels :
- 20g de ferricyanure de potassium
- eau distillée
- fiole jaugée de 500 ml
- balance
- entonnoir
- bécher
Précaution :
Mettre des gans car l'eau oxygénée concentrée et la soude sont des réactifs toxiques et corrosifs.
Prévoir un bac d'eau froide car lors de la dissolution de la solution celle-ci chauffe.
Protocole :
Peser 20g de ferricyanure de
potassium à l'aide d'une balance préalablement tarée.
Verser les 20g
dans un fond d'eau dans la fiole jaugée.
Remplir ensuite la fiole au 3/4
avec de l'eau distillée, boucher et agiter puis plonger dans l'eau froide.
Ajuster ensuite au trait de
jauge et agiter à nouveau.
Solution B: solution aqueuse d'hydroxyde de sodium.
matériels:
- 20g d'hydroxyde de sodium
- eau distillée
- 2g de luminol
- fiole jaugée de 500 mL
- balance
- entonnoir
- bécher
Protocole:
Pour commencer, à l'aide de la balance préalablement tarée et d'un bécher peser 20g d'hydroxyde de sodium.
Dans la fiole jaugée de 500 ml, introduire un fond d'eau, puis les 20g d'hydroxyde de sodium et agiter.
Par la suite, peser 2g de luminol et les ajouter dans la fiole.
Remplir les 3/4 de la fiole avec de l'eau distillée, boucher et agiter.
Ajuster au trait de jauge puis agiter une dernière fois.
Nous
allons tout d'abord tester si l'ordre d'insertion des solutions à une quelconque importance, dans un second temps nous observerons
l'impact de l'eau oxygénée et pour finir, nous observerons si la température des
solutions influence beaucoup la réaction.
Protocole expérimental :
Pour chacune des expériences, prélever 50 mL de solution A dans une éprouvette graduée et faire de même pour la solution B.
Solution C :
Cette solution doit être réalisée pour chacune des expériences.
Introduire 0.5 mL d'eau oxygénée concentrée dans 50 mL de solution B à l'aide d'une pipette jaugée et d'une pro-pipette.
Nous avons préparé le plan de travail afin de mieux s'organiser et de mieux se repérer. Nous avons disposé cinq erlenmeyer et numéroter les expériences en ajoutant les correspondances.
Première expérience :
Pour tester l'ordre d'insertion des solutions nous avons exécuté deux expériences.
La première, où, nous verserons la solution C sur A.
Et la deuxième où nous verserons A sur C.
Résultat de l'expérience en versant la solution C sur la solution A :
Résultat de l'expérience en versant la solution A sur la solution C :
Nous observons donc que l'ordre d’insertion des solutions A et C n'a aucune importance dans la réaction.
Deuxième expérience :
Nous avons réalisé une expérience afin de déterminer l'importance de l'eau oxygénée.
Résultat de l'expérience :
L'eau
oxygénée est très importante dans cette expérience car elle permet
d'intensifier la lumière, c'est un oxydant. Sans elle, la réaction est
très peu visible.
Troisième expérience :
Nous allons déterminer si la température a un impact sur la réaction.
La première expérience que nous avons réalisée est de verser la solution C sur A avec des solutions à température ambiante.
Et la deuxième est la même mais avec des solutions refroidies à l'aide d'un cristallisoir.
Par
la suite nous nous somme rendu compte que l'expérience avec les
solutions à température ambiante était équivalente
à la première expérience réalisée. Ensuite, nous avons donc décidé d'exécuter
une nouvelle expérience avec les solutions refroidies mais mises sous
agitation magnétique.
Après
avoir mis les solutions A et C dans des erlenmeyers différents, nous les
avons plongées dans un cristallisoir afin de les refroidir.
Résultat de l'expérience des solutions refroidies :
Pour
la deuxième expérience nous avons aussi refroidi les solutions mais
nous avons placer A sur un agitateur afin d'y verser C.
Résultat :
La
réaction dure plus vite qu'avec des solutions à température ambiante.
En effet, lorsque les solutions sont refroidies, la réaction est ralentie,
car plus la température est importante plus les molécules vont réagir
vite. Le fait de les refroidir permet donc de ralentir la réaction des
molécules.
Le placement sous agitation nous permet de mélanger tous les réactifs afin qu'il soit tous consommés.
Voici le résultat des différentes expériences après exécution.
Nous
en avons donc conclu que l'expérience la plus intéressante et efficace
était de verser C sur A, d'ajouter de l'eau oxygénée et de refroidir
les solutions.
Cette
expérience est possible car lorsque le luminol est oxydé, il libère du
diazote qui donne une molécule excitée. Cette molécule émet alors un
photon (de la lumière) lorsqu'elle se désexcite.
II-Durée et intensité :
Nous avons réalisé l'expérience que l'on a déterminé à l'aide de la première partie.
Nous avons mesuré l'intensité grâce a un luxmètre.
Les valeurs que nous avons obtenues tous les dixièmes de seconde, nous ont permis de réaliser le graphique suivant :
Ce graphique représente l'intensité (en luxmètre) en fonction du temps (en seconde).
Ici la courbe bleue représente l'intensité de la réaction en versant (à main nue) rapidement la solution.
Tandis
que la courbe rouge représente l'intensité de la réaction lorsque la
solution est versée à l'aide d'une burette graduée (doucement et à vitesse constante).
On
peut constater que l'intensité est plus forte lorsque que l'on verse la
solution plus rapidement. Cela peut s'expliquer du fait que les molécules sont
plus nombreuses à réagir en même temps donc produisent plus que lumière
à un même instant. En revanche, la réaction se produit plus rapidement qu'en versant régulièrement la solution. En versant la solution à
l'aide de la burette celle-ci émet moins de 10 lux mais dure plus de
deux fois le temps de l'autre réaction.