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SOMMAIRE

Introduction……………………………………..3

1. La sphérification…………………………4

1. Normale……………………………...4

1. Expérience
2. Résultats/Interprétation……………...5

1. Inverse……………………………….6

1. Expérience…………………………...6
2. Résultats/Interprétation……………...6

1. La gélification……………………………7

1. Expérience……………………………..7
2. Résultats/Interprétation………………..8

Conclusion

INTRODUCTION

1. La sphérification

        La première expérience traite de la sphérification, cette technique consiste à mettre une solution liquide sous forme de sphère. Nous avons choisis se sphérifier du sirop de menthe, une expérience parmi tant d’autre. Pour cela nous allons utiliser de l’alginate de sodium un gélifiant à base d’algues brunes.

Il existe deux types de sphérification, la sphérification normale et la sphérification inverse :

Pour la sphérification normale on mélange une solution avec de l’alginate de sodium. Ensuite on plonge cette solution dans un bain de calcium. C’est le cas de notre expérience ici. Dans ce procédé, la sphérification se produit de l’extérieur vers l’intérieur c’est pourquoi si on attend longtemps le gel devient plus gros et jusqu'à devenir solide.

La sphérification inverse est l’opposé de la sphérification normale. Dans ce cas on mélange la solution avec du lactate de calcium et on le passe par un bain d’alginate de sodium, la sphérification se produit de l’intérieur vers l’extérieur. La sphère devient totalement solide au bout de 3 heures.

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1. Sphérification normale

1. Expérience

1. Liste des produits

• 5cl de sirop de menthe
• 5cl d’eau pauvre en calcium
• 1,5g d’alginate de sodium
• 1g de chlorure de calcium
• 10cl d’eau

1. Mise en œuvre

• Mélanger le chlorure de calcium (sel) et l’eau tout en fouettant jusqu’à dissolution complète du sel. On laisse reposer 10 minutes.
• Mélanger l’eau pauvre en calcium avec le sirop de menthe.
• Ajouter l’alginate de sodium en pluie fine tout en fouettant
• Pipeter entre 20 et 50ml de la solution et la versée goutte à goutte dans le bain de calcium
• Après 30 secondes environ, récupérer les perles formées
• Passer les perles à la passoire
• Rincer les perles dans un bain d’eau claire (délicatement)

Notes des manipulations :

• Masse de chlorure de calcium prélever= 1,001g à introduire dans 100ml d’eau du robinet (fabrication du bain de chlorure de calcium).
• Concentration de la solution de chlorure de calcium : c= == 0,078 mol/L[pic 6][pic 7]
• Masse d’alginate de sodium= 1,500g à introduire dans la solution = 5 cl d’eau sans calcium + 5 cl de sirop tout en agitant.
• Concentration de la solution = =0,076 mol/L[pic 8]

Photo du bain de calcium lorsque l’on introduit des gouttes de la solution préparée (photo des sphères hors de l’eau en Annexe 1) :

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1. Résultats et Interprétation

La formule chimique de l’alginate de sodium est NaC6H7O6,  composé d’un enchainement de groupes carboxyles COO- et d’ions sodiums Na+. L’alginate de sodium est un additif alimentaire, or dans le cours de matériaux on a vu que les additifs pouvaient modifier les propriétés des polymères.

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Le chlorure de calcium se forme par : Ca2+ + 2Cl-  CaCl

L’alginate de sodium se forme par : (C6H8O6)n  + Na+    C6H7NaO6  + H+

Le bain de calcium est composé d’eau H2O et d’ions calcium Ca2+. Il y a donc réaction entre l’alginate de sodium et les ions calcium. Il y a polymérisation des chaines d’alginate de sodium, c’est-à-dire que les Ca2+ prennent la place des Na+ et se lient aux COO-. La charge de calcium étant de 2, il a besoin de se lier à deux groupes carboxyles différentes car la charge de celui-ci est de 1. Ainsi, il y a une couche d’alginate de sodium qui se forme séparant le sirop et le bain de calcium. Lors du procédé de sphérification, il se forme toujours une sphère, même si le moule qu’on utilise possède une forme différente, parce que c’est ce qui demande la plus faible quantité d’énergie. C'est-à-dire, tout simplement que la sphère c’est la forme avec le moins de surface possible. On démontre facilement par le calcul que la surface d’une sphère est plus petite que celle d’un cube.

1. Sphérification inverse

1. Expérience

1. Liste du matériel

• 5cl de sirop de menthe
• 1,5g de chlorure de calcium (ou lactate de calcium)
• 5cl d’eau pauvre en calcium (Volvic : 12 Mg/L)
• 10cl d’eau du robinet
• 1g d’alginate de sodium

1. Mise en œuvre

• Masse d’alginate de sodium=1,000 g à introduire dans 100ml d’eau du robinet (fabrication du bain d’alginate de sodium)
• Masse de chlorure de calcium=1,500 g à introduire dans la solution = 5 cl d’eau pauvre en calcium + 5 cl de sirop tout en agitant.
• Bien agiter les deux solutions jusqu’à dissolution complète de l’alginate et du chlorure.
• Laisser reposer quelques instants
• Pipeter le sirop et le verser gouttes à gouttes dans le bain d’alginate.

1. Résultats et Interprétation

Lorsque la goutte entre en contact avec le bain d’alginate de sodium, elle est immédiatement ralentie due à une différence de densité des deux solutions. Plus on laisse la goutte dans le bain d’alginate de sodium plus elle durcie, elle aura besoin d’environ 3 heures pour devenir complètement dure. On observe un phénomène étrange dans le bain, il existe une sorte de fil au-dessus de chaque sphère, cela n’est observable que pour la sphérification inverse. Ici la couche de gel créée se densifie de l’intérieur vers l’extérieur, c’est pour cela que l’on peut observer ce phénomène c’est la partie de gel qui va permettre à la sphère d’augmenter en volume, on parle d’une augmentation de l’ordre de quelque micromètre.

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