Activités pratiques

Qu’est-ce que l’immiscibilité?

Résumé

Créer un mélange de liquides peut être très utile, mais pourquoi certains liquides ne se mélangent-ils pas bien? Découvrez ce qui cause que les mélanges soient immiscibles.

Vous Avez Besoin

  • Contenant transparent (~ 500 mL)
  • Colorant alimentaire
  • Eau (200 mL)
  • Bâtonnet en bois
  • Huile à friture (100 mL)
  • Essuie-tout

Précautions à prendre!

Nettoyez les déversements immédiatement. On peut nettoyer les déversements huileux avec de l’eau savonneuse.

Qu’est-ce que l’immiscibilité?

Mesures à prendre

  1. Placez le contenant sur un essuie-tout.
  2. Ajoutez 200 mL d’eau au contenant.
  3. Ajoutez 100 mL d’huile de friture au contenant.
  4. Ajoutez 4 à 6 gouttes de colorant alimentaire à la solution – NE mélangez PAS.
  5. Qu’est-ce qui se passe? Observez et notez ce que vous voyez.
  6. Après quelques minutes, mélangez la solution avec un bâtonnet en bois. Encore une fois, observez et notez ce que vous voyez. Qu’est-ce qui se passe?

Découverte

Qu’est-ce qui se passe?

L’huile et l’eau sont deux liquides immiscibles — ils ne se mélangent pas. Les liquides ont tendance à être immiscibles quand la force d’attraction entre les molécules d’un des liquides est plus forte que la force d’attraction entre les molécules de deux liquides différents. En d’autres mots, les liquides semblables se mélangent plus facilement! Dans l’expérience décrite ci-dessus, l’eau est composée de molécules polaires et l’huile de molécules non polaires.

Les éléments peuvent se coller afin de former des molécules quand ils partageant des électrons ou quand un élément donne des électrons à l’autre. Pour créer de l’eau, deux atomes d’hydrogène donnent des électrons (qui ont une charge électrique négative) à l’atome d’oxygène. La molécule qui en résulte a une légère charge positive du côté de l’hydrogène et une légère charge négative du côté de l’oxygène (c’est-à-dire qu’elle devient une molécule polaire avec des charges différentes à chaque extrémité). Les électrons d’une molécule d’huile sont distribués de façon uniforme, donc il n’y a pas de charge électrique aux extrémités (il s’agit d’une molécule non polaire).

Le colorant alimentaire est à base d’eau et ses molécules sont polaires. Il ne se dissout donc pas dans l’huile. Au départ, quand vous ajoutez le colorant alimentaire au contenant, le colorant se dissipe en petites bulles au lieu de se dissoudre, ce qui réduit la zone de contact entre le colorant et l’huile. En mélangeant votre liquide, vous permettez au colorant alimentaire d’entrer en contact avec l’eau (une autre molécule polaire); le colorant se dissout dans la couche d’eau et l’eau change de couleur.

Qu’est-ce qui se passe?

L’huile et l’eau sont deux liquides immiscibles — ils ne se mélangent pas. Les liquides ont tendance à être immiscibles quand la force d’attraction entre les molécules d’un des liquides est plus forte que la force d’attraction entre les molécules de deux liquides différents. En d’autres mots, les liquides semblables se mélangent plus facilement! Dans l’expérience décrite ci-dessus, l’eau est composée de molécules polaires et l’huile de molécules non polaires.

Les éléments peuvent se coller afin de former des molécules quand ils partageant des électrons ou quand un élément donne des électrons à l’autre. Pour créer de l’eau, deux atomes d’hydrogène donnent des électrons (qui ont une charge électrique négative) à l’atome d’oxygène. La molécule qui en résulte a une légère charge positive du côté de l’hydrogène et une légère charge négative du côté de l’oxygène (c’est-à-dire qu’elle devient une molécule polaire avec des charges différentes à chaque extrémité). Les électrons d’une molécule d’huile sont distribués de façon uniforme, donc il n’y a pas de charge électrique aux extrémités (il s’agit d’une molécule non polaire).

Le colorant alimentaire est à base d’eau et ses molécules sont polaires. Il ne se dissout donc pas dans l’huile. Au départ, quand vous ajoutez le colorant alimentaire au contenant, le colorant se dissipe en petites bulles au lieu de se dissoudre, ce qui réduit la zone de contact entre le colorant et l’huile. En mélangeant votre liquide, vous permettez au colorant alimentaire d’entrer en contact avec l’eau (une autre molécule polaire); le colorant se dissout dans la couche d’eau et l’eau change de couleur.

Pourquoi est-ce important?

Au cours de nos activités quotidiennes, nous mélangeons souvent des substances. La polarité d’une substance détermine si elle se dissoudra dans une autre substance. Les scientifiques en recherche alimentaire, les chefs et les cuisiniers qui créent de nouveaux produits doivent être conscients des propriétés des liquides, surtout s’il s’agit d’aliments transformés qui doivent pouvoir être gardés pendant de longues périodes dans les entrepôts et les magasins avant d’être achetés et utilisés. On retrouve d’habitude sur les étiquettes de produits comme les vinaigrettes la recommandation d’« agiter avant l’utilisation » parce que l’huile et le vinaigre (les principaux ingrédients des vinaigrettes) ont des polarités différentes et sont donc des liquides immiscibles. De tels ingrédients contiennent également un produit chimique appelé un émulseur, qui améliore la capacité des molécules polaires et non polaires à se mélanger.

Par exemple, un cuisinier peut préparer une vinaigrette en mélangeant des herbes, des épices et des parts égales d’eau et de vinaigre. Si on versait la vinaigrette sans l’avoir agitée, la première personne recevrait principalement de l’huile sur sa salade. L’huile (molécules non polaires) et le vinaigre (molécules polaires) ne se mélangent pas. En agitant la vinaigrette, on arrive à mélanger ces ingrédients seulement pour une très courte période. Cependant, l’ajout d’une petite quantité de moutarde aide non seulement à améliorer le goût, mais également à aider les ingrédients à rester mélangés. C’est parce que la moutarde contient un émulseur.

La polarité détermine également si une substance sera un bon solvant, c’est-à-dire une substance qui peut facilement dissoudre d’autres substances. De bons solvants s’interposent entre les molécules ou se mélangent avec la substance dont on veut se débarrasser et la diluent pour qu’elle soit facile à essuyer. L’eau est un excellent solvant pour nettoyer d’autres substances ayant des molécules polaires, y compris les substances à base d’eau (qui contiennent de l’eau), telles que le jus d’orange, le sirop d’érable et la peinture au latex. La peinture à l’huile doit être nettoyée (ou dissoute) avec des solvants à base d’huile, tels que la térébenthine et le Varsol (essences minérales). En choisissant un solvant, n’oubliez pas que les liquides semblables se mélangent plus facilement!

Pourquoi est-ce important?

Au cours de nos activités quotidiennes, nous mélangeons souvent des substances. La polarité d’une substance détermine si elle se dissoudra dans une autre substance. Les scientifiques en recherche alimentaire, les chefs et les cuisiniers qui créent de nouveaux produits doivent être conscients des propriétés des liquides, surtout s’il s’agit d’aliments transformés qui doivent pouvoir être gardés pendant de longues périodes dans les entrepôts et les magasins avant d’être achetés et utilisés. On retrouve d’habitude sur les étiquettes de produits comme les vinaigrettes la recommandation d’« agiter avant l’utilisation » parce que l’huile et le vinaigre (les principaux ingrédients des vinaigrettes) ont des polarités différentes et sont donc des liquides immiscibles. De tels ingrédients contiennent également un produit chimique appelé un émulseur, qui améliore la capacité des molécules polaires et non polaires à se mélanger.

Par exemple, un cuisinier peut préparer une vinaigrette en mélangeant des herbes, des épices et des parts égales d’eau et de vinaigre. Si on versait la vinaigrette sans l’avoir agitée, la première personne recevrait principalement de l’huile sur sa salade. L’huile (molécules non polaires) et le vinaigre (molécules polaires) ne se mélangent pas. En agitant la vinaigrette, on arrive à mélanger ces ingrédients seulement pour une très courte période. Cependant, l’ajout d’une petite quantité de moutarde aide non seulement à améliorer le goût, mais également à aider les ingrédients à rester mélangés. C’est parce que la moutarde contient un émulseur.

La polarité détermine également si une substance sera un bon solvant, c’est-à-dire une substance qui peut facilement dissoudre d’autres substances. De bons solvants s’interposent entre les molécules ou se mélangent avec la substance dont on veut se débarrasser et la diluent pour qu’elle soit facile à essuyer. L’eau est un excellent solvant pour nettoyer d’autres substances ayant des molécules polaires, y compris les substances à base d’eau (qui contiennent de l’eau), telles que le jus d’orange, le sirop d’érable et la peinture au latex. La peinture à l’huile doit être nettoyée (ou dissoute) avec des solvants à base d’huile, tels que la térébenthine et le Varsol (essences minérales). En choisissant un solvant, n’oubliez pas que les liquides semblables se mélangent plus facilement!

Aller plus loin
  • Cherchez des liquides immiscibles dans vos armoires de cuisine ou dans votre réfrigérateur. Voyez-vous des couches de liquides dans certains produits? Pouvez-vous identifier sur les étiquettes les ingrédients qui créent ces couches? Est-ce que l’étiquette recommande d’agiter avant l’utilisation?
  • Cherchez des produits non alimentaires qui ont des couches immiscibles. À quoi servent-ils? (par ex., les démaquillants)

Pour plus d’informations sur ce sujet, consultez ces ressources de Parlons sciences :

  • Que se passe-t-il lorsque nous mélangeons des liquides? (Activités pratiques) - Mélangeons! Que se passe-t-il lorsque vous mélangez différents liquides? Renseignez-vous sur les propriétés des liquides en faisant différents mélanges.
  • Les propriétés des liquides et des solides (Leçons) - Les élèves développent et mettent en pratique les habiletés « observer », « comparer ou différencier » et « prédire » en étudiant les propriétés de liquides et de solides familiers.
  • Pourquoi l’huile et l’eau ne se mélangent-elles pas? (Activités pratiques) - Quel particularité chimique détermine le comportement de l’huile et de l’eau lorsqu’elle est mélangée? Explorez les mélanges d’huile et d’eau et la densité des liquides dans cette activité.
  • Comment fonctionne une lampe à lave? (Les STIM en contexte) - Les lampes à lave sont très intéressantes à regarder. Mais ce sont aussi des exemples intéressants de flottabilité, de transfert de chaleur et de solubilité!
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  • Cherchez des produits non alimentaires qui ont des couches immiscibles. À quoi servent-ils? (par ex., les démaquillants)

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