Sphy 3 : La canette européenne

Critères :

- Expérimentation
- Raisonnement
- Recherche documentaire

Matériel nécessaire :

À choisir parmi le matériel mis à votre disposition dans la salle

Réalisation demandée :

Les trois feuilles de réponses.

Sujet :

Je suis la petite fille d'une lignée de grands découvreurs européens. En effet, mes grands parents ont trouvé la manière de produire de l'aluminium par voie chimique. Mon père Paul Louis eut l'idée de s'inspirer de l'invention de ses cousins Zénobe et Michael et de celle de son ami Léo pour me concevoir. Non loin de Grenoble, notre voisin Aristide (un vrai magicien) a été capable de transformer la houille noire en houille blanche. Ainsi, je suis née. Il ne restait plus qu'à m'habiller de rouge pour que je sois la plus belle et la plus répandue dans le monde.

Mais tout a une fin. Cependant, je ne voulais pas me retrouver avec tous les autres déchets dans une vulgaire poubelle. Je tenais à être réincarnée et connaître une autre vie comme cycliste par exemple. Pour cela, mon mari Léon m'a dit « Ne t'inquiète pas, j'ai tout prévu »

A vous maintenant de participer à certaines étapes de ma fabrication et de mon recyclage.

Activité proposée :

ATTENTION !

Pour l'activité 2, le port de la blouse, de gants et de lunettes de sécurité est obligatoire ainsi que la présence d'un adulte.

Activité 1

En utilisant le matériel mis à votre disposition, réaliser à la manière d'Aristide Berges - un système permettant d'expliquer la houille blanche. Pour cela, faire une turbine avec un gros bouchon de liège et 8 cuillères en plastique. Fixer cette turbine sur le galet d'un alternateur de bicyclette. Brancher à sa sortie un pont de Graëtz (pont de diodes) puis en parallèle une lampe de 6V. Diriger un jet d'eau sur la turbine.

Une photo du montage sera prise.

Activité 2

Grâce à Graëtz, nous pouvons maintenant faire une électrolyse pour protéger la canette et la colorer en rouge. Cela s'appelle une anodisation.

Aux bornes d'un générateur de courant continu de 12V je relie la borne négative à une électrode en carbone et la borne positive à une plaque en aluminium. Les deux électrodes sont plongées dans une solution d'acide sulfurique à 25%. Fermer le circuit et attendre une bonne demi-heure.

Ensuite, rincer à l'eau la plaque d'aluminium : on constate que la partie immergée s'est recouverte d'alumine : (film protecteur). Je peux alors colorer la partie anodisée en la plongeant dans de l'encre rouge diluée et portée à 60°C. Une plaque témoin sera également immergée. Attendre 10 min et rincer sous un jet d'eau froide les deux plaques.

Une photo illustrant cette activité sera prise.

Activité 3

Pour faciliter le tri des déchets et récupérer les métaux, on utilise un principe basé sur les courants de Foucault.

Plonger un noyau de fer doux à l'intérieur d'une bobine alimentée en 6V. Approcher l'ensemble au-dessus d'un mélange de limaille de fer et d'aluminium. Séparer les deux métaux sans l'aide des mains.

Une photo montrera l'action du noyau de fer.

Activité 4

Activité documentaire : La découverte de l'aluminium et son recyclage.

A partir de la bauxite, Berthier découvre l'alumine. Davy, Oersted, Wöhler et Bunsen essaient d'obtenir le métal. Mais, c'est surtout Deville qui met au point le procédé de son obtention par voie chimique. La découverte de générateurs par Gramme et l'idée géniale de Graëtz a permis à Héroult de produire de l'aluminium par voie électrochimique. Berges trouva le moyen de faire tourner les générateurs de courant à faible coût. Faraday et surtout Foucault prouvèrent la présence de courants induits capables de repousser l'aluminium et d'attirer les corps ferreux.

Pour chacune des photos des trois expériences, faites une fiche format A4 incluant le nom du procédé, la photo de l'expérience, le nom et la nationalité d'un découvreur qui y a contribué.

Vous choisirez des découvreurs de nationalité différente.

Bon courage