Osmose par évaporation

Osmose par évaporation
Par , le (édité le 26/08/2014)

Ce qu'il te faut

  • Une boite transparente refermable
  • Deux récipients transparents pouvant rentrer dans la boite
  • Du scotch
  • Du sel
  • Un pot de confiture avec son couvercle
  • Un marqueur permanent

Introduction

L'osmose est un phénomène physique qui a lieu dans des solutions d'un soluté (par exemple du sel) dans un solvant (par exemple de l'eau). L'osmose conduit au déplacement du solvant d'une région peu concentrée en soluté vers une région plus concentrée.

Cette page propose deux expériences d'osmose dans lesquelles le transfert de la zone peu concentrée à la zone concentrée se fait par l'air, c'est-à-dire sans contact direct!

Récipients d'eau et de sel après
Un récipient d'eau salée se remplit spontanément d'eau provenant d'un récipient d'eau non salée par osmose.

Absorption d'eau par du sel solide

Expérience

  • Remplis un récipient d'eau et place-le dans la boite.

  • Saupoudre du sel dans la boite à côté du récipient d'eau.

  • Referme la boite avec son couvercle. Colle du scotch le long du couvercle pour bien étanchéifier la boite.

Récipient d'eau et sel sec
Système au début de l'expérience. Le récipient contient de l'eau et des grains de sel sont déposés à côté.

Observe attentivement les grains de sel. Au bout de quelques heures, de l'eau liquide se dépose sur les grains et les dissous.

Récipient d'eau et sel mouillé
Système après 10 heures. Des gouttelettes d'eau se sont déposées sur les grains de sel.

Explication

Le sel solide à tendance à se mélanger à l'eau par osmose. Comme l'atmosphère de la boite est rendue humide par la présence du récipient d'eau, des molécules d'eau de l'air se déposent sur les grains de sel. En même temps, de l'eau s'évapore du récipient d'eau, ce qui maintient l'air humide. De l'eau se déplace donc du récipient vers les grains de sel.


Osmose entre un récipient d'eau et un récipient d'eau salée

Expérience

Cette expérience est similaire à la précédente, sauf que le sel va être initialement dissous dans de l'eau. La préparation est rapide, mais l'expérience dure au moins un mois.

  • Prépare une solution d'eau saturée en sel:

    • Verse du sel dans le pot de confiture à hauteur de 2 cm.

    • Rajoute de l'eau jusqu'à environ 6 cm.

    • Ferme le pot et secoue vigoureusement pendant deux minutes. Une partie du sel se dissout dans l'eau.

    • Laisser décanter (reposer) le pot pendant quelques minutes pour que les grains de sel résiduels retombent au fond du pot.

  • Remplis un récipient d'eau et place-le dans la boite.

  • Verse de l'eau salée du pot de confiture dans le deuxième récipient en faisant attention à ne pas verser le sel non dissout.

  • Marque précisément d'un trait le niveau de liquide dans les deux récipients.

  • Referme la boite avec son couvercle. Colle du scotch le long du couvercle pour bien étanchéifier la boite.

  • Place la boite dans un endroit calme et à l'abri de la lumière directe du soleil.

Observe une fois par semaine le niveau de liquide dans chaque récipient. Au bout d'un mois, le niveau d'eau monte de quelques millimètres dans le récipient d'eau salée tandis qu'il diminue de quelques millimètres dans l'autre récipient.

Récipients d'eau et de sel avant et après
Récipients d'eau et d'eau salée dans l'enceinte hermétique au début de l'expérience (haut) et après 41 jours (bas). Les niveaux de liquides se sont déplacés de 5 mm dans les deux récipients.

Explication

Le système des deux récipients dans la boite hermétique est fermé, c'est-à-dire que la quantité d'eau totale (dans les récipients et dans l'air de la boite) est constante. Par contre, la répartition de l'eau dans le système évolue dans le temps. De l'eau s'évapore du récipient d'eau et se condense dans le récipient d'eau salée car l'eau a tendance à se déplacer vers les régions du système où la concentration en sel est la plus élevée. Comme l'eau passe d'un récipient à l'autre par l'intermédiaire de l'air, le transfert se fait extrêmement lentement, et il faut attendre plusieurs jours pour voir les niveaux de liquide changer.