VALÉRIE MAËSTRE
dès 3 ans
100 activites scientifiques
t n e m e r t u a e r d n e r pp a r pou
VALÉRIE MAËSTRE
Illustrations de Christine Alcouffe
dès 3 ans
100 activites scientifiques
pour apprendre autrement
Sommaire 4 Introduction
la flottabilité 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22 24 26 28 30 32
2 | Sommaire
Des objets qui coulent/qui flottent Coule ou flotte ? Bateau sous l’eau Une petite flotte Un sous-marin bouteille Flotter entre deux eaux Une mandarine qui coule et flotte « Parachute » sous-marin La danse des grains de raisin Des liquides qui coulent et flottent Un œuf bien salé Un plongeur et son tuba Lâcher de bouteille Le ludion stylo Le ludion ballon Le ludion paille Le ludion bouchon
le son 36 38 39 40 42 44 46 48 50 52 53 54 56 58 59 60 62 64
Les boîtes à bruits Le panier d’objets à écouter Un tambour qui fait danser du sel À fond les enceintes La flamme qui danse La paille sifflet Un cor de jardin L’inverseur d’oreilles Le message du tambourin Le tunnel du réveil Un téléphone à ficelle La fourchette qui chante Autour du diapason Trois « œufs » à écouter Le métallophone du bricoleur Le réglet musicien La guitare à élastiques Les verres enchanteurs
facile assez facile niveau de difficulté dès 3 ans
la tension superficielle de l’eau 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83
Une colline d’eau Une pièce gonflée Faire flotter un trombone Faire flotter un collier de punaises Des gouttes artistes Sabordage au liquide vaisselle ! La fuite du poivre Fuir ou résister ? Un bateau à moteur très propre Des bouchons farceurs Le fil de l’eau Le verre à l’envers La bouteille à l’envers Un sac d’eau fakir Les jets d’eau qui s’aiment Une bouteille percée sans fuite
âge requis activité issue de la pédagogie Montessori coût du matériel (abordable, un peu plus coûteux) niveau de préparation (aucune, un peu de préparation, préparation plus complexe)
La réaction bicarbonate-vinaigre 86 87 88 89 90 92 94 96 98 100 102 104 106 107 108 109 110
La réaction Le ballon qui gonfle tout seul Lourd comme un ballon Le vinaigre est un artiste Le volcan La chaîne de volcans sous l’eau La bombe en sac Une minibombe en boîte La fusée bicarbonate Le bateau à propulsion carbonique La voiture chimique Le bouchon sauteur Le gaz carbonique et la bougie La fontaine à mousse Le bain de couleurs Le chou rouge changeant La lampe à lave Sommaire | 3
Introduction LA SCIENCE, DÈS LE PLUS JEUNE ÂGE Quand j’étais animatrice scientifique, j’ai beaucoup travaillé avec des enfants de moins de 6 ans, une spécificité qui m’a amenée à toucher du doigt combien il est important pour eux de pouvoir comprendre le monde qui les entoure. Il était généralement admis dans ce milieu que ces enfants étaient trop jeunes pour comprendre les phénomènes scientifiques les plus simples, et trop malhabiles pour réaliser des expériences dont l’exécution demande de la délicatesse et de la patience. Pourtant, lorsqu’on côtoie des tout-petits, on constate rapidement qu’ils sont en expérimentation constante du monde, dans leur vie de tous les jours : quand ils sautent dans une flaque d’eau, quand ils remplissent un verre et l’observent attentivement déborder, quand ils lancent inlassablement une balle dans un escalier pour observer sa descente… Vivre avec eux nous prouve chaque jour qu’ils peuvent manipuler de petits objets avec
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délicatesse, transporter des objets parfois lourds ou encombrants, observer avec une grande patience une fourmi laborieuse transportant une miette… Oser leur faire confiance et leur offrir la possibilité de faire de petites expériences simples, c’est leur donner prise sur le monde qui les entoure, leur permettre de le découvrir avec acuité et pertinence. Si on leur donne cette clé, on constate qu’ils vont devenir plus habiles peu à peu, meilleurs observateurs, leur curiosité va les guider et leur permettre d’oser d’autres manipulations. Les adultes ont du mal à le concevoir mais les enfants n’ont pas besoin de connaître les explications scientifiques de tel ou tel phénomène. Beaucoup pensent à tort que s’ils ne comprennent pas ce qu’ils ont sous les yeux, ça ne sert à rien de le leur faire vivre. Or c’est justement parce qu’ils observent et expérimentent le monde qu’ils arrivent à le comprendre. Parfois après quelques minutes, parfois après des années, ce qui a éveillé leur curiosité les conduira à chercher, à tester et
à comprendre. Le plus souvent, vouloir à tout prix expliquer le phénomène physique qui sous-tend l’expérience les coupe de leurs propres observations, puisqu’ils vont chercher à voir ce qui est expliqué. Ma rencontre avec la pédagogie Montessori a confirmé cette intuition très forte que les jeunes enfants sont petits ET capables. Lorsque j’ai découvert que la plupart des enfants peuvent rentrer dans la lecture ou dans le nombre et les opérations avant 5 ans, mon passé d’animatrice scientifique est revenu me questionner : qu’attendons-nous pour permettre aux jeunes enfants de construire les bases d’un esprit scientifique ? La pédagogie Montessori permet l’accès des enfants de maternelle aux sciences de manière assez succincte. Quelques expériences leur sont proposées, et un coin science est aménagé en classe (voir p. 6) mais la part large des expériences et des sciences de manière générale est réservée aux enfants plus âgés (à partir de 6 ans). De ces années d’intervention en science auprès de jeunes enfants, je garde pourtant la conviction qu’ils sont très réceptifs. Ils ont besoin de connecter plusieurs expériences entre elles dans le cadre d’une thématique complète, pour apprendre à observer par
eux-mêmes et à développer, dans une démarche déjà scientifique, ce qui deviendra l’esprit scientifique.
COMMENT FONCTIONNE CE LIVRE Cet ouvrage est conçu pour rendre acces sible l’expérimentation aux tout-petits (à partir de 2 ans et demi, 3 ans) ; chaque chapitre commence par des expériences très simples permettant d’observer (et plus tard de comprendre) le phénomène scientifique à la base de la thématique abordée. Le dialogue est une ressource pour rendre cette expérience vivante et ludique, à chacun de se l’approprier à sa manière. Rappelezvous qu’un enfant écoute ou observe, il ne peut pas faire les deux à la fois ! Évitez de parler pendant les moments de manipulation. Ensuite, l’enfant aura accès à des expériences plus complexes mettant parfois en jeu plusieurs phénomènes, à des constructions et à des variantes des manipulations pour aller plus loin. Les plus grands ne sont pas en reste et les expériences de cet ouvrage les intéresseront aussi. Les informations introduisant les expériences et permettant aux parents de les réviser peuvent progressivement être trans-
Introduction | 5
mises à ces enfants plus âgés dès lors qu’ils ont eu la possibilité de manipuler. Gardez à l’esprit qu’un phénomène est toujours mieux assimilé quand l’enfant le comprend par lui-même au cours de ses expérimentations plutôt qu’à travers l’explication de l’adulte.
LE COIN SCIENCE « L’enfant peut faire et refaire ces expériences, car c’est par la répétition, par l’absorption de ce qu’il est en train d’observer que le jeune enfant apprend. » Voilà le point de départ de la proposition d’un coin science pour l’enfant à la maison. Ce coin peut être aménagé dans la chambre de l’enfant, au moins pour la partie observations (la partie expériences nécessitant souvent un peu de nettoyage), dans la pièce à vivre ou dans la cuisine. S’il est important que la partie observations soit permanente, la partie expériences peut être réduite à la proposition, sur des petits plateaux, des expériences réalisées récemment et d’un peu de matériel pour aller plus loin. Dans la partie observations d’un coin science, l’enfant trouvera une table bien éclairée avec une bonne loupe (une loupe binoculaire si
6 | Introduction
À la fin de chaque expérience, encouragez votre enfant à reprendre l’activité proposée à chaque fois qu’il le souhaite. Laissez le matériel à disposition pour qu’il puisse la réaliser seul. votre budget le permet), des petites boîtes transparentes pour observer une feuille ramassée en balade, un petit insecte qu’il faudra bien rapidement relâcher, des cailloux brillants… Ces boîtes leur permettent d’organiser et conserver leurs trouvailles de manière organisée et peuvent être rangées dans une caisse en plastique. On pourra donner aux enfants une paire de gants en coton pour manipuler leurs spécimens les plus fragiles. L’enfant aura aussi accès à une presse toute simple, où il fera lui-même sécher des feuilles et des fleurs. Si vous possédez une plastifieuse, vous pourrez ensuite l’utiliser pour les conserver dans un classeur, avec la date de la collecte. L’enfant pourra observer les différences dans la végétation suivant la saison de la collecte. En découpant le contour d’une fleur plastifiée, l’enfant pourra observer celle-ci à la loupe binoculaire ou à la loupe simple et la manipuler facilement.
On gardera à l’esprit qu’il peut aussi modifier ses collectes pour mieux les observer. Il faut qu’il trouve à proximité de sa table une boîte avec des ciseaux, de petites pinces, une pipette et un peu d’eau, de la colle, une petite poire soufflant de l’air… Il trouvera également quelques livres sur les thématiques qui le passionnent, des livres simples pour enfant, mais aussi des livres illustrés plus « érudits » dont on consultera avec lui les pages qui lui sont accessibles. Il peut être également très pertinent de mettre dans ce coin un kaléidoscope, une lampe de poche, une boussole, un aimant, une collection de minéraux ou de fossiles...
pillière, balai… propres et prêts à l’emploi). Pour que l’enfant puisse manipuler aisément, transférez les produits dans de petits contenants : petites bouteilles et petites boîtes s’ouvrant facilement (l’enfant les manipulera plus facilement et il y aura moins de nettoyage en cas de maladresse). Enfin, en plus des plateaux tout prêts, mettez à la disposition de l’enfant des éléments qui lui permettront d’aller plus loin et d’imaginer d’autres manipulations, en séparant les produits (sel, liquide vaisselle...), les contenants (boîtes, flacons…) et le petit matériel (ballons à gonfler, pinces, tuyau souple pour aquarium…).
Pour la partie expériences, si la place le permet, organisez une petite étagère où l’enfant trouvera environ deux tiers des expériences qui lui ont été présentées, afin qu’il puisse les refaire à sa guise. Cela implique de présenter chacune de ces expériences sur un petit plateau bien organisé, avec tout le matériel, mais aussi de mettre sur cet espace le nécessaire pour que l’enfant puisse se protéger (tablier, éventuellement lunettes de protection), lui et son espace (toile cirée…). L’enfant trouvera enfin tout ce qui lui permet de nettoyer luimême son « atelier » (éponges, torchon, ser-
Le matériel proposé dans les expériences vous donnera des idées de ce qui peut constituer le coin science, mais il vous appartiendra bien sûr, avec votre connaissance de votre enfant (et en fonction de son âge), de décider de ce qui est pertinent de lui laisser en accès libre, en toute sécurité.
Introduction | 7
la flottabilité
Petite introduction pour les parents
LA FLOTTABILITÉ est la manifestation de la poussée
d’Archimède qui s’oppose à la force de gravité en poussant les objets vers le haut. Elle dépend de deux choses : la différence de densité entre l’objet et l’eau et la surface qu’oppose l’objet à l’eau.
u Quand un objet plongé dans l’eau est moins dense que
l’eau, la flottabilité est positive : l’objet flotte. u Quand un objet plongé dans l’eau est plus dense que l’eau,
la flottabilité est négative : l’objet coule. u Quand un objet plongé dans l’eau est aussi dense que l’eau,
la flottabilité est neutre : l’objet flotte entre deux eaux.
Dans les expériences qui suivent, l’enfant pourra jouer avec des objets de densité différentes, les alourdir ou les alléger pour les faire flotter, couler ou même danser dans l’eau.
LA DENSITÉ, c’est la masse (la quantité de matière) d’un matériau défini par rapport à un volume défini.
u Par exemple, la masse d’un cube de 1 m sur 1 m de
liège et celle d’un cube de 1m sur 1m de plomb sont très différentes, même si les deux cubes font la même taille.
POUR UN OBJET SOLIDE ET POUR L’EAU, C’EST LA MÊME CHOSE. u Un cube de 1 m sur 1 m rempli d’eau est plus lourd
qu’un cube de même taille en liège : le liège flotte. u Un cube de plomb est, lui, plus lourd qu’un cube de même
taille rempli d’eau, il coule. u L’acier, plus dense que l’eau, coule. Si un bateau en acier
peut flotter, c’est parce qu’il a une grande surface en contact avec l’eau, une fine épaisseur d’acier et un intérieur creux, rempli d’air. La densité totale du bateau est celle de l’acier plus celle de l’air contenu dans le bateau. Moins dense que l’eau, le bateau flotte. Si la coque se perce, l’eau rentre dans le bateau et l’alourdit : le bateau coule !
dès 3 ans
facile
Bateau sous l’eau Après « Des objets qui coulent/qui flottent » (p. 10) et « Coule ou flotte ? » (p. 11), voici un petit bateau en papier plié pour comprendre comment le faire chavirer en l’alourdissant. Dans cette expérience, l’enfant apprend aussi à définir une ligne de flottaison.
MATÉRIEL Un grand récipient transparent, rempli d’eau. Un petit bateau en papier plié. Des pièces de monnaie ou des rondelles de métal pour le bricolage ou encore des billes.
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PRÉSENTATION
u Présenter le petit bateau à l’enfant. « Tu vois ce petit bateau ? Je vais le poser sur l’eau. » u Poser délicatement le bateau sur l’eau. « Que dirais-tu de ce petit bateau, il coule ou il flotte ? »
L’enfant répond qu’il flotte. « Il flotte. » u Glisser une première pièce dans le bateau, puis une deuxième, puis une troisième, en faisant attention à bien répartir les pièces sur la coque du bateau. Attirer l’attention de l’enfant sur le fait qu’on répartit bien les pièces partout sur le bateau. u Proposer à l’enfant de prendre le relais, en lui donnant les pièces. « À toi. » u L’enfant pose délicatement les pièces dans le bateau, une à une. S’il met toutes les pièces au même endroit, l’inviter à les répartir. u Peu à peu, le bateau s’alourdit, s’enfonce dans l’eau, puis coule. « Que dirais-tu du bateau maintenant ? » « Il coule. »
EXPÉRIENCES POUR ALLER PLUS LOIN Marquer le niveau où l’eau arrive sur le bateau avec un marqueur quand le bateau est vide. Donner à l’enfant le nom de cette ligne : « On appelle cette ligne la ligne de flottaison du bateau. » Attirer son attention sur la marque qui s’enfonce progressivement dans l’eau quand on pose les pièces et lui proposer de tracer la nouvelle ligne de flottaison du bateau alourdi. Placer ensuite le bateau dans de l’eau très salée et regarder où se situe la ligne de flottaison. Proposer différents types de bateaux : plus petits, plus grands, avec des rebords bas ou hauts... Présenter différents objets à placer dans le bateau : plus petits, plus gros, plus légers, plus lourds…
La flottabilité | 13
le son
Petite introduction pour les parents
UN SON est une vibration qui peut se propager dans
un liquide, un solide ou un gaz. Nous allons permettre à l’enfant, à travers cette série d’expériences, d’approcher ces notions de manière très simple. u Quand un objet vibre, un tambour par exemple, l’air
en contact avec cet objet vibre aussi, les vibrations se propagent de proche en proche dans les molécules composant l’air et parviennent jusqu’à nos oreilles. Nos oreilles captent ces vibrations et les transmettent à notre cerveau qui les transforme en son.
Dans les expériences de cette thématique, nous mettrons en évidence cette vibration, puis nous regarderons comment elle se propage ; nous aborderons les notions de fréquence et d’intensité, puis nous fabriquerons quelques instruments de musique.
LE SON NE VA PAS SE TRANSMETTRE DE LA MÊME MANIÈRE DANS UN LIQUIDE, UN SOLIDE OU UN GAZ, NI À LA MÊME VITESSE. u La manière dont une onde sonore se déplace dans un milieu étant
différente de celle dont elle se déplace dans un autre milieu, le passage de cette onde de l’un à l’autre est souvent difficile, même quand elle se propage facilement dans le milieu où elle est émise. u En se transmettant, la vibration sonore va subir des transformations
liées à des phénomènes d’atténuation, de réflexion, d’absorption suivant les milieux qu’elle traverse ou sur lesquels elle rebondit. Le son peut ainsi ricocher comme l’écho, s’éteindre sur la distance ou s’étouffer comme il le ferait contre un rideau de velours.
0
Intensité (dB)
10 ms
LA FRÉQUENCE D’UN SON, c’est le nombre de vibrations produites par l’objet émetteur et transmises dans l’air.
u Plus ces vibrations sont
nombreuses, plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu.
0
Intensité (dB)
10 ms
0
Intensité (dB)
10 ms
u Moins les vibrations sont
nombreuses, plus la fréquence est basse, et plus le son est grave.
dès 3 ans
facile
Les boîtes à bruits Cette activité, très riche, est une activité sensorielle issue de la pédagogie Montessori. Elle entre dans les activités d’éducation au son et permet tout à la fois la mise en paires de sons identiques, la mise en nuances, ici sur le critère d’intensité (du plus faible au plus fort), et des jeux impliquant la mémorisation interne du son pour aller chercher, soit le même son, soit un son un peu plus faible ou un peu plus fort sur un autre tapis.
MATÉRIEL Douze bouteilles vides de mini yaourt à boire. Deux rouleaux d’adhésif d’électricien, un rouge et un bleu. Du sable fin, de la semoule, du riz, des flageolets secs, des haricots rouges, de gros haricots blancs. Deux petits plateaux (ou corbeilles), un rouge et un bleu.
36 | Le son
FABRICATION
1. Préparer deux séries de bouteilles, chaque série comportant : une bouteille avec du sable fin, une avec de la semoule, une avec du riz, une avec des flageolets secs, une avec des haricots rouges et une avec de gros haricots blancs. 2. Refermer les bouteilles et les sceller (une série avec de l’adhésif bleu et l’autre avec de l’adhésif rouge).
PRÉSENTATION
Sortir les deux plateaux avec les deux séries de bouteilles sur la table. Il faut avoir préparé deux bouteilles, vers l’avant d’un plateau, une avec du sable et une avec des haricots blancs et vers l’avant de l’autre plateau, une bouteille avec du sable. u Présenter deux bouteilles à l’enfant (une avec du sable et une avec des haricots blancs). Secouer la première bouteille (sable) : « Tu entends ? Ça fait du bruit. » u Secouer la deuxième bouteille (haricots blancs) : « Tu entends ? C’est pareil ? » « Non. » u Ranger la bouteille sur son plateau. « Pour la première bouteille, dirais-tu que le son est faible ou fort ? (Parler d’une petite voix en disant faible et d’une grosse voix en disant fort.) « Faible ». u « Oui, et le son de la deuxième bouteille est fort. » u Secouer la première bouteille de sable, puis l’autre bouteille de sable. « Tu entends ? C’est pareil. » u Inviter l’enfant à secouer les deux bouteilles pour les écouter. Apparier les bouteilles sur la table. Faire de même pour toutes les paires de bouteilles : écouter une bouteille et chercher sa pareille dans l’autre plateau. u Mélanger les bouteilles sur chacun des deux plateaux. « À toi. » u Pour contrôler, inviter l’enfant à réécouter les paires et à rectifier s’il le juge utile. u
EXPÉRIENCES POUR ALLER PLUS LOIN
Proposer à l’enfant une mise en paires à distance avec une série de bouteilles sur un tapis ou une table, l’autre série toujours sur un tapis ou une table mais plus loin dans la pièce. Sortir les six bouteilles d’un plateau et faire une mise en nuances du son du plus faible au plus fort. Puis proposer à l’enfant une mise en nuances à distance. Fabriquer avec d’autres bouteilles un nouveau jeu à apparier, juste avec des bruits différents, sans nuance d’intensité dans le son. Par exemple de la farine, des grelots, des pièces en métal…
Le son | 37
Petite introduction pour les parents
La tension superficielle de l’eau
LA TENSION SUPERFICIELLE DE L’EAU EST UNE PROPRIÉTÉ DE LA SURFACE DE L’EAU ASSEZ COMPLEXE.
En effet, les molécules d’eau se lient entre elles plus fortement au niveau de la surface de l’eau, qu’en plein milieu du liquide. Les molécules d’eau se lient entre elles, grâce à une liaison hydrogène.
u Au milieu du liquide, cette liaison est moins forte qu’à la surface,
car chaque molécule est liée à toutes ses voisines (sur les côtés, au-dessus et au-dessous). u À la surface, les molécules d’eau ne se liant pas aux molécules de l’air,
leur liaison entre elles est plus forte. À la surface, l’eau est donc plus résistante et forme comme une « peau » invisible, très cohérente et solide. Cela permet de jouer avec la forme et la résistance de l’eau à sa surface. Ainsi, on peut déposer de petits objets plus denses que l’eau sur cette peau et les faire flotter, alors qu’ils devraient couler.
Les expériences de ce chapitre jouent sur cette propriété et sur d’autres phénomènes comme la cohésion des molécules d’un liquide (tel l’eau), suffisamment liées entre elles pour rester solidaires, même dans des positions acrobatiques semblant parfois défier la pesanteur.
ENFIN, UNE PARTIE DE CES EXPÉRIENCES DOIT LEUR EFFET SPECTACULAIRE À UNE PROPRIÉTÉ DES SAVONS (ils sont tensio-actifs),
qui peuvent « casser » la tension superficielle et « détricoter » cette peau invisible de la surface de l’eau.
u Une molécule de savon a un côté qui aime l’eau
(hydrophile) et un côté qui ne l’aime pas et la repousse (hydrophobe). Lorsqu’une goutte de savon tombe à la surface de l’eau, les très nombreuses molécules la composant se rangent toutes ainsi : leur partie hydrophile côté eau et leur partie hydrophobe côté air. Se faisant, elles rendent la surface de l’eau plus faible et rompent la tension superficielle.
Dès 3 ans
facile
Une colline d’eau Cette manifestation de la tension superficielle est facilement observable et réalisable par les plus jeunes. Ici, le fragile dôme d’eau, sous la « peau » de la tension de surface, se tend jusqu’au débordement.
MATÉRIEL Une petite carafe d’eau. Un petit verre. Un récipient contenant des pièces de monnaie ou des rondelles de visserie.
PRÉSENTATION
u Remplir le verre d’eau à ras bord. « Tu as vu, mon verre est vraiment plein. Penses-tu pouvoir
le remplir davantage ? » u Si l’enfant dit oui, lui proposer de le faire. « Maintenant que le verre est plein à ras bord, nous allons ajouter ces pièces dans le verre. Tu m’aides ? » « Oui. » u Déposer une pièce dans le verre en la faisant glisser le long de la paroi interne. Proposer à l’enfant de continuer à les déposer. u S’arrêter pour observer la « bulle » qui se forme au-dessus du verre et donner le vocabulaire de la forme de cette colline d’eau. « Tu as vu, ça fait comme une colline d’eau. Tu vois cette forme arrondie ? On dit que cette colline d’eau est convexe. » u Continuer à ajouter les rondelles, une à une, jusqu’à ce que la première goutte déborde et face déborder tout le verre.
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facile
Dès 3 ans
Une pièce gonflée Cette autre expérience très simple et réalisable par de jeunes enfants permet d’introduire le maniement de la pipette, utilisée plusieurs fois dans ce chapitre (pp. 72 et 76).
MATÉRIEL Une pièce de monnaie. Un verre d’eau. Une pipette.
PRÉSENTATION
u « Tu vois cet objet, c’est une pipette. Quand on plonge le bout de la pipette dans l’eau, comme
ça, et qu’on appuie sur la partie arrondie, la pipette se remplit d’eau. Tu veux essayer ? » « Oui. » u Laisser l’enfant manipuler la pipette, en la vidant goutte à goutte. « Tu vois cette pièce, nous allons déposer des gouttes d’eau pour la recouvrir, à l’aide de la pipette. Tu m’aides ? » « Oui. » u Déposer goutte à goutte de l’eau, jusqu’à recouvrir la pièce. « Maintenant, nous allons ajouter autant d’eau que possible sur la pièce, toujours avec la pipette. Il ne faut pas que ça déborde. Tu m’aides encore ? » « Oui. » u Attirer l’attention de l’enfant sur la colline d’eau qui se forme progressivement au-dessus de la pièce. « Oh, tu as vu ? Ça fait comme avec le verre et la colline d’eau ! » u Proposer à l’enfant de refaire l’expérience. « Tu veux essayer de recommencer tout seul ? »
La tension superficielle de l’eau | 69
Petite introduction pour les parents
La réaction bicarbonate-vinaigre
LE MÉLANGE BICARBONATE-VINAIGRE EST UN MÉLANGE ACIDO-BASIQUE SIMPLE ET SANS RISQUE. Le vinaigre est constitué d’acide
éthanoïque et d’eau ; quand on le mélange au bicarbonate de soude (ou de sodium) qui est une base, il se produit une réaction (une réaction dite acido-basique) qui dégage, notamment, de l’acide carbonique. L’acide carbonique va immédiatement se décomposer en CO2 (gaz carbonique) et en eau. Il se produit donc un dégagement gazeux, le CO2.
Les expériences de ce chapitre explorent et utilisent cette réaction pour des résultats toujours surprenants, parfois poétiques et artistiques.
u Le dégagement de CO2 n’est pas la seule conséquence
de cette réaction : en se mélangeant, acide et base se neutralisent. Le liquide qui résulte du mélange n’est plus ni aussi acide, ni aussi basique que le vinaigre ou le bicarbonate. Suivant la concentration de l’un ou de l’autre, il va rester faiblement acide ou basique.
u Le dégagement gazeux de CO2 prend bien plus de place
que l’espace occupé par le bicarbonate et le vinaigre non mélangés. Si on ne lui laisse pas prendre la place dont il a besoin, le gaz va pousser et chercher à se dilater. C’est ce qui permet par exemple au ballon de la deuxième expérience (p. 87) de gonfler « tout seul », ses parois souples permettant au gaz de prendre de la place en augmentant de volume.
Bien utilisé, ce dégagement gazeux peut ouvrir une boîte ou un sac plastique, faire avancer une voiture ou un bateau. Lorsqu’on ajoute à cette réaction un produit moussant, le gaz se mélange à ce produit et le dégagement gazeux prend la forme d’une belle mousse dont la production semble ne plus vouloir d’arrêter.
Dès 3 ans
facile
Le gaz carbonique et la bougie Une flamme pour brûler a besoin d’un carburant, ici la cire fondue de la bougie, et de ce qu’on appelle un comburant, l’oxygène de l’air. Privée d’oxygène lorsqu’elle est plongée dans le CO2 dégagé par la réaction, elle s’éteint.
MATÉRIEL Une boîte de bicarbonate de soude (ou de sodium). Une bouteille de vinaigre d’alcool. Un peu d’essuie-tout. Un verre ou un pot de yaourt en verre. Une bougie de gâteau d’anniversaire et une bougie normale.
PRÉSENTATION
u « Tu vois ce petit verre ? Nous allons mettre un peu de bicarbonate au fond. Tu m’aides ? » u Mettre un peu de bicarbonate au fond du verre. « Tu vois, cette petite bougie de gâteau
d’anniversaire ? Nous allons l’allumer, et cette bougie-là aussi. » u « Maintenant, Nous allons vite verser un peu de vinaigre dans le verre. Tu veux le faire ? » « Oui. » u « À présent, nous allons délicatement mettre la flamme de la bougie dans le verre, mais pas dans le vinaigre, juste en haut du verre. » Introduire la petite bougie dans le haut du verre. « Oh, la bougie s’éteint ! » u « Maintenant, tu vas pencher le verre au-dessus de l’autre bougie, mais sans verser le vinaigre dessus. C’est juste le gaz qui se trouve en haut du verre que l’on va verser. » L’enfant penche le verre au-dessus de la bougie. « Oh, la bougie s’éteint aussi ! » u « Tu veux essayer de refaire l’expérience ? » Aider l’enfant à la reproduire. u « Maintenant, chaque fois que tu le souhaiteras, tu pourras reprendre cette expérience avec moi. Quand nous l’aurons répétée plusieurs fois tous les deux et que tu sauras allumer une allumette, tu pourras la refaire seul. »
EXPÉRIENCE POUR ALLER PLUS LOIN
La bouteille extincteur : percer le bouchon d’une petite bouteille d’eau vide et insérer une paille dans le trou. Orienter la paille vers le bas, verser du vinaigre dans la bouteille et déposer du bicarbonate sur un carré d’essuietout. Glisser le papier dans la bouteille et la fermer rapidement. Orienter la paille vers la bougie : elle s’éteint.
106 | La réaction bicarbonate-vinaigre
Dans la même collection
Direction : Guillaume Pô Direction éditoriale : Tatiana Delesalle Édition : Julie Cot Direction artistique : Chloé Eve Mise en pages : Natacha Marmouget Illustrations : Christine Alcouffe Photographie de couverture : © Istock Direction de fabrication : Thierry Dubus Suivi de fabrication : Axelle Hosten
1re édition - N° d’édition : M18057 ISBN : 978-2-3170-1245-7 Code MDS : 63642 Achevé d’imprimer en Espagne par Edelvives en mars 2018 © Mango, 2018 Dépôt légal : mai 2018 www.mangoeditions.com
100 activites scientifiques
pour apprendre autrement
dès 3 ans
Développez l’esprit scientifique des tout-petits par le jeu et l’expérimentation ! Les très jeunes enfants peuvent manipuler de petits objets et faire preuve d’une grande patience pour observer le monde qui les entoure. Leur offrir la possibilité de réaliser de petites expériences encourage leur soif d’apprendre et développe leur curiosité scientifique. L’auteur, formatrice Montessori et animatrice scientifique, propose des expériences simples et sans danger que les enfants prendront plaisir à faire et refaire. > 100 activités classées en 4 thématiques : la flottabilité, le son, la tension superficielle de l’eau et la réaction bicarbonate-vinaigre. > Des focus pour les parents pour expliquer les phénomènes observés. > Une approche basée sur la pédagogie positive, où l’observation et l’expérimentation sont autant d’occasions de s’amuser. > Pour chaque expérience, le parent est guidé pas à pas pour présenter l’activité à l’enfant de manière simple et didactique.
Valérie Maëstre a fait des études de psychologie du développement. Formatrice dans le secteur de la petite enfance, elle a créé l’école Montessori d’Albi et forme à cette pédagogie parents et enseignants. Ancienne animatrice scientifique, elle a à cœur de sensibiliser les plus petits à la science dans le respect de la pédagogie positive.
MDS : 63642 12,95 €