Expérience scientifique: densité colorée

La science de l’eau est fantastique ! Surtout quand c’est beau, coloré et que ça goûte… sucré !

Matériel nécessaire

Un verre ou bocal en vitre;
Quatre contenants pour mettre les différents mélanges (des verres, des bols, des Tupperware…);
Du colorant alimentaire (au moins 4 couleurs);
Du sucre blanc;
De l’eau chaude;
Une poire à jus ou pipette (optionnel).

Étapes de réalisation

Mesurez et versez une demi-tasse d’eau chaude* par contenant;
Ajoutez du colorant de votre choix à chaque contenant. Nous avons choisi bleu, vert, jaune et bleu. Vous pouvez aussi faire des combinaisons ! Profitez-en pour en apprendre plus sur les mélanges de couleurs (jaune et rouge pour faire de l’orange, bleu et rouge pour faire du mauve, etc.);
Ajoutez des quantités différentes de sucre dans chaque contenant : dans notre cas, 6 cuillères (c.) à soupe dans le bleu, 4 c. à soupe dans le vert, 2 c. à soupe dans le jaune et aucune dans le rouge.
Mélangez bien jusqu’à que tout le sucre soit dissous;
Attendez que les mélanges aient refroidit;
Versez le mélange bleu (ou le mélange avec le plus de sucre si vous utilisez d’autres couleurs) dans le verre;
Versez le mélange vert (la deuxième plus haute concentration de sucre) très lentement. Pour ce faire, laisser couler un très petit filet du liquide sur la paroi du verre. Pour plus de précision, utilisez une poire à jus ou une pipette. L’important, c’est de faire cela tout en douceur pour ne pas déranger le liquide déjà dans le verre et éviter que les deux liquides se mélangent. Cette étape est la plus complexe et peut demander un peu de pratique !
De la même façon, versez par la suite le jaune et en dernier, le rouge (ou suivant l’ordre de concentration de sucre pour terminer avec le mélange sans sucre);
Mettez votre colonne de densité au milieu de la table ou au bord de la fenêtre pour faire une belle décoration pour votre maison !

*Attention ! Demandez l’aide d’un adulte pour manipuler l’eau chaude!

Explication scientifique

Les liquides colorés de cet expérience restent séparés à cause de leur masse volumique.

La masse volumique est le rapport entre la masse d’un objet et le volume occupé par l’objet, ou, en d’autres mots, c’est la mesure de la quantité de choses dans un certain espace. Quand on ajoute du sucre dans l’eau, on augmente sa masse volumique – on ajoute plus de choses dans un même espace.

En gardant la même quantité d’eau mais en augmentant la quantité de sucre, vous avez créé des solutions qui ont des masses volumiques de plus en plus grandes. Le plus de sucre dissous dans l’eau, le plus grand sera sa masse volumique.

La différence entre la masse volumique des liquides explique pourquoi ils se sont empilés les uns sur les autres. Ceux avec une plus grande masse volumique seront plus au fond et ceux avec une plus petite masse volumique seront plus en haut ! Ce principe explique, par exemple, pourquoi une balle de styromousse flotte sur l’eau et une balle de même grandeur mais d’un matériel plus dense, comme le fer, coule. Quand on compare la masse volumique d’un matériel avec celle de l’eau, on utilise le terme densité. La styromousse est moins dense que l’eau tandis que le fer est plus dense que l’eau.

Pour aller plus loin

Seriez-vous capable de faire une colonne avec les sept couleurs de l’arc-en-ciel?
Essayez aussi d’utiliser d’autres liquides : de l’huile, de l’alcool à friction, du sirop de maïs, du savon à vaisselle… afin de découvrir lesquels ont de plus grandes masses volumiques !
Servez-vous du principe de masse volumique pour être un(e) véritable serveur/serveuse en servant des breuvages étagés colorés ! Vous pouvez utiliser du sirop de cassis ou de menthe en bas, un jus au centre et une boisson gausseuse ou de l’eau pétillante colorée en haut. Les adultes peuvent essayer avec d’autres ingrédients aussi… le tout à consommer avec modération bien sûr 😉

FAQ

Pour quel groupe d’âge l’activité est recommandée?

L’activité est recommandée à partir du 2ème cycle du primaire.

Je n’arrive pas à bien voir l’arc-en-ciel dans le verre, qu’est-ce que je peux faire ?

Le secret c’est d’aller le plus doucement possible. Si vous perturbez les liquides dans le verre en versant la prochaine couche, le tout va se mélangez et vous ne verrez plus des couleurs séparées. Si vous n’avez pas de poire à jus ou pipette chez vous, cherchez des compte-gouttes ou des seringues sans aiguille dans l’armoire de médicaments – avec la permission d’un adulte évidemment.