Bulles de savon géantes

Un article du site scienceamusante.net.

<keywords content="expérience,chimie,recette,mélange,bulle de savon,bulle géante,faire des bulles de savon géantes,liquide vaisselle,glycérine" /> Les bulles de savon sont une illustration de la tension superficielle des liquides, et aussi des tensioactifs, des molécules capables faire des liens entre deux milieux différents (gaz et liquide).

1 Matériel

  • Eau distillée
  • Liquide vaisselle concentré (la marque Mir® convient parfaitement)
  • Glycérol (glycérine de pharmacie)
  • Sucre blanc en poudre (saccharose) ou sirop de glucose

2 Protocole et observations

2.1 Préparer la solution à bulle

  • Mélanger :
    • 100 mL d'eau distillée
    • 12 mL de liquide vaisselle
    • 1 mL de glycérol
    • 2 cuillères à café de sucre en poudre ou de sirop de glucose
  • Bien homogénéiser en évitant de faire de la mousse.
  • Laisser reposer au moins une nuit.

2.2 Formation des bulles

  • Utiliser du fil de cuivre recouvert d'une substance qui peut s'imbiber facilement de la solution, comme du tissu ou, mieux, en passant le fil de cuivre dans l'intérieur d'un lacet en coton.
  • Imbiber le support et souffler pour former la bulle.
    • Variante : souffler avec un appareil à fumée pour former des bulles opaques.
  • Observer la forme sphérique des bulles
  • Observer les irisations à la surface des bulles, et les variations de couleurs en fonction de la durée de vie de la bulle.

3 Explications

  • Le liquide vaisselle contient des molécules, des tensio-actifs, qui permettent au film liquide constituant la bulle d'être stable. Elles comportent une partie hydrophile (soluble dans l'eau) et une partie hydrophobe (dirigée vers l'air). Ainsi on peut voir la surface d'une bulle comme une double couche de tensioactifs, l'une vers l'intérieur de la bulle, l'autre vers l'extérieur.
  • La bulle est de forme sphérique car, mathématiquement, cela correspond à la forme telle que le rapport surface / volume soit le plus petit. En effet, si R est le rayon de la bulle, on a :
    • surface : [math]S = 4 \pi R^2[/math]
    • volume : [math]V = \frac{4 \pi R^3}{3}[/math]
    • rapport : [math]\frac{S}{V} = \frac{3}{R}[/math]

Physiquement, cela correspond au fait que les molécules ont tendance à se tenir rapprochées les unes des autres, comme si elles étaient reliées par de petits ressorts. Comme il n'y a pas d'attraction privilégiant une direction plutôt qu'une autre sur une bulle, la forme la plus stable est une sphère.

4 Liens

Il existe de nombreuses recettes sur le web. Par exemple :