CHIMIE ou MAGIE ?

Introduction

Cette expérience amusante illustre la réduction de l'eau oxygénée par l'iodure de potassium, avec production d'une gerbe de mousse très chaude.

Matériel

• Une grande bassine (ou un grand cristallisoir) posée sur une table recouverte de plusieurs sacs poubelles
• Une bouteille à eau ou à cola ou encore une grande éprouvette étroite
• Un petit bécher ou une tasse en plastique
• Un entonnoir
• Gants en latex
• Iodure de potassium (KI)
• Eau oxygénée (H₂O₂) à 130 volumes (30%)

Méthode et observations

• Dans le petit bécher dissoudre l'équivalent de deux spatules d'iodure de sodium dans quelques millilitres d'eau tiède.
• Dans la bouteille, verser grâce à l'entonnoir 60 ml de liquide à vaisselle mélangé avec du colorant alimentaire puis 120 ml d'eau oxygénée concentrée. Homogénéiser en faisant tourner le tout dans la bouteille.
• Placer l'éprouvette bien au centre de la bassine ou du cristallisoir. Poser l'ensemble sur une surface qui ne craint pas les produits chimiques ou qui est protégée par des sacs poubelles.
• Verser rapidement la solution d'iodure de potassium dans l'éprouvette et se reculer.
• Observer la formation de plus en plus rapide de mousse qui jaillit de l'éprouvette. La mousse fume , elle est très chaude.

Explications

• L'eau oxygénée réagit avec l'iodure de potassium selon une réaction d'oxydoréduction : l'eau oxygénée est réduite, l'iodure de potassium est oxydé.
  

  En résumé et en simplifié:
  

  H2O2 + I - H2O + IO -

  IO - + H2O2 H2O + O2 + I -

  ___________________________

  2H2O2 2H2O + O2(g)

• Remarquez qu'après avoir réagi avec une molécule d'eau oxygénée, l'ion iodure est régénéré ce qui lui permet de réagir avec une autre molécule. Cela peut continuer ainsi pendant des milliers de cycles.
• Cette réaction est exothermique, elle dégage de la chaleur, d'où la formation d'un léger brouillard autours de la mousse, provenant de la condensation de la vapeur d'eau.
• C'est une réaction autocatalysée par la chaleur qu'elle produit : la réaction produit de la chaleur et la chaleur accélère la réaction.
• La mousse provient des minuscules bulles de dioxygène (O₂) produites par la réaction. Le liquide à vaisselle emprisonne ces bulles et forme une fine mousse. Comme la réaction s'accélère la mousse monte de plus en vite. (Le liquide à vaisselle n'entre pas en jeu dans la réaction chimique.)
• Il est facile de montrer qu'il s'agit bien de dioxygène en touchant la mousse avec une baguette de bois incandescente : celle-ci se rallume.
• Dans le vidéo ci-dessous, la coloration beige de la mousse est due à la production de diiode (I₂) de couleur marron, reconnaissable à son odeur.

Précautions

• Attention à ne pas toucher la mousse car elle pourrait contenir de l'eau oxygénée concentrée (risques de brûlures chimiques) et elle est très chaude (risques de brûlures thermiques). Éliminer la mousse avec une serpillière humide, bien rincer les surfaces touchées.
• La formation de diiode peut être irritante, aérer la pièce après l'expérience ou, mieux, faire cette dernière à l'extérieur. Le diiode tache irrémédiablement les vêtements à leur contact.

A la maison

Comme il n'est pas facile de se procurer de l'iodure de potassium ni de l'eau oxygénée très concentrée, il faudrait essayer l'expérience en utilisant de l'eau oxygénée pour salons de coiffure (6%) et, au lieu d'iodure, employer un mélange d'eau tiède et de levure préparé cinq minutes avant le début.