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Expérience à faire à la maison: fabriquer des cristaux

Classé dans : Sciences | 6

Pour le rendez-vous de février, je vous propose une expérience facile à faire à la maison et sans danger: fabriquer et faire pousser des cristaux.

La petite histoire de nos cristaux faits à la maison

J’ai une grande fille qui passe son bac S cette année. En plus du français l’année dernière elle a passé une épreuve anticipée de sciences. Elle a donc passé dû préparer un exposé en commun avec 3 autres copines sur un sujet scientifique. (Personnellement, je trouve bizarre de reposer une épreuve du bac sur un travail en commun avec tous les aléas que cela comporte mais bon, on ne m’avait pas demandé mon avis!)

Elles avaient eu comme sujet la cristallographie. A l’intérieur de ce vaste sujet, elles devaient choisir une approche particulière qu’elles traiteraient sous un angle mathématique et chimique. Elles ont choisi les couleurs du diamant… que je ne vais pas vous expliquer ici!

Pour ce type de recherches, habiter à Paris est un vrai atout: elles ont eu accès à des chercheurs de l’école des Mines, sont allées au Conservatoire de Arts et Métiers, ont visité des expositions dédiées, et sont revenus avec des (petits) morceaux de cristaux rares donnés par des chercheurs.

Pour rendre la chose un peu plus drôle, elles ont fait des expériences en labo et la maison. En labo, elles ont fait cristalliser du sel et du sucre et à la maison des cristaux d’alun dans une coquille d’œuf. J’avais trouvé ça très sympa et même un peu magique! Voici leurs œufs: quelques mois après, ils sont toujours en pleine forme!

fabriquer critaux geode oeufs

Comment faire pousser des cristaux?

Des cristaux dans des coquillages

J’ai toujours mon seau empli de coquillages ramassés cet été. Nous en avons utilisé quelques un pour nos bougies en coquillages, mais il en reste… J’ai donc eu envie de mettre un peu de magie dans ces coquillages, en y faisant pousser des cristaux de façon scientifique!

J’ai utilisé deux sortes de coquillages des coques et des Lutraires Ellipitiques comme pour les bougies.

Fournitures:

  • colle blanche forte, comme la colle blanche vinylique de Giotto,
  • poudre d’alun de potassium (en pharmacie en paquet de 250g)
  • colorant ou encre

Il faut:

1- encoller l’intérieur des coquillages (ou l’extérieur si vous souhaitez qu’ils se développent à l’extérieur).

2- déposer une fine couche de poudre d’alun et secouer pour faire tomber l’excédent

3- faire bouillir de l’eau et diluer 4 cuillerées à soupe de poudre d’alun dans un pot de confiture (suffisant pour les coques),

4- laisser refroidir l’eau (sinon l’eau chaude dissout la colle et les cristaux)

5- teinter l’eau avec du colorant ou de l’encre facultatif)

6- plonger le coquillage pendant au minimum 6h sans bouger le récipient

7- Sortir délicatement sans toucher aux cristaux

8- Laisser bien sécher. Ensuite c’est solide, vous pouvez toucher!

Pour les plus grands coquillages j’ai pris un plat en verre dans lequel j’ai posé à plat les deux coquilles. J’ai mis le double de poudre sinon le résultat n’était pas satisfaisant. Le colorant ne teinte que très légèrement les cristaux, ne vous attendez pas à avoir des cristaux bleu fluo!

Comment faire des géodes avec des œufs?

On procède de la même façon que précédemment mais avec un œuf.

  1. Casser l’oeuf de façon à enlever une partie de la coquille
  2. Laver
  3. Enlever la peau intérieure
  4. Laisser sécher
  5. Procéder comme précédemment en mettant plus de poudre d’alun (un pot à yaourt pour nous)

L’idée est que la solution soit saturée: on met de la poudre d’alun jusqu’à la limite de ne plus savoir dissoudre la poudre.

Le résultat sur l’oeuf semble plus coloré car la coquille d’œuf est poreuse. On voit donc, en plus de la légère couleur des cristaux, la couleur de l’oeuf par transparence. Plus vous laissez longtemps, plus c’est beau!

Dans une forme sphérique, les cristaux poussent tous en se dirigeant vers le centre: c’est une géode.

Étant donné la forme ovoïde de l’oeuf, on obtient un phénomène similaire  ce qui rappelle les géodes minérales.

fabriquer une geode oeuf poudre alun
Comment transformer un oeuf en géode

Vous pouvez aussi fabriquer des cristaux dignes de la Reine des Neiges comme Le Labo de Luxie et Kwant.

Pourquoi obtient-on des cristaux?

Les cristaux se forment de façon classique à partir d’une solution aqueuse (de l’eau quoi!) et d’un cristal de même espèce ou d’une impureté: c’est la cristallogénèse. Les molécules s’ordonnent autour des cristaux de même espèce pour former d’autres cristaux. Ensuite, les cristaux « poussent » en reproduisant toujours le même schéma.

C’est la raison pour laquelle nous avons collé quelques grains de poudre d’alun sur les surfaces des coquillages et des oeufs: pour fournir un cristal.

Les molécules s’ordonnent de façon à créer des cristaux qui croissent à partir des cristaux initiaux. Ils ont ceci de particulier que les angles seront toujours vifs. la forme du cristal est caractéristique du cristal étudié.

Plus on laisse longtemps l’objet dans la solution, plus les cristaux grossissent. Cependant, il ne faut pas bouger le pot dans lequel on fait cristalliser: sinon on dérange la cristallisation. Dans ma cuisine, j’ai parfois été obligée de bouger mon pot… et ça n’a pas marché dans ce cas!

Peut – on faire des cristaux avec autre chose que de la poudre d’alun?

On peut facilement faire des cristaux de la même façon avec du sucre, du sel, ou moins évident avec du sulfate de cuivre (bouille bordelaise). Il faudra laisser la cristallisation se faire sur plusieurs jours avec ces composants.

La cristallisation du sucre est reproduite depuis des années: quand j’étais enfant, on me donnait du « sucre candy » quand javais mal à la gorge. C’est du sucre non raffiné cristallisé sur une ficelle. Et on obtient de très jolis cristaux ambres de tailles inégales.

Cristallisation du sel: en été, mettez de l’eau de mer dans un récipient plat et attendez l’évaporation complète de l’eau. Vous obtiendrez de magnifiques cristaux de sel. L’expérience ne fonctionne pas si vous chauffez l’eau : l’évaporation doit être lente pour que les molécules puissent « se mettre en place. »

On peut aussi en faire avec tout un tas de produits plus ou moins dangereux: c’est ce qui est utilisé en industrie pour faire des des diamants artificiels… Mais il faut quelques « accessoires » peu faciles à trouver dans une cuisine!

Pour en savoir plus et avoir des explications scientifiques détaillées, je vous conseille d’aller faire un tour sur le dossier Futura sciences. Vous y verrez de plus de magnifiques cristaux de toutes formes (même en aiguille!) et de toutes couleurs.

Et si vous voulez découvrir d’autres expériences scientifiques, allez faire un tour chez les autres blogs qui participent à l’Esprit du Labo!

N’hésitez pas à laisser un commentaire, je vous répondrai avec plaisir!

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6 Responses

  1. Vassilia

    Très sympa ton approche ! Nous on était restées sur des étoiles mais j’adore dans les œufs !!!

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