Changer l'eau en vin puis en soda

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De nombreux magiciens ou illusionistes font appel à la chimie pour réaliser leurs tours, en voici un exemple très simple qui marchera à tous les coups. Cela consiste à transformer de l'eau en liquide coloré comme du vin, puis en cola, champagne ou limonade, selon les dosages. Avec de plus grandes proportions, cela donne un panache de brouillard.

1 Précautions

Outre les précautions en chimie qui sont d'usage, cette expérience comporte les attentions suivantes :

  • L'eau oxygénée SGH05 peut provoquer des brûlures de la peau et des muqueuses, et devient très dangereuse à manipuler lorsqu'elle est concentrée. Utiliser des gants de latex.
  • Ne surtout pas boire les liquides obtenus, même si ça ressemble au vin ou au Cola, cela n'en est pas du tout !

2 Matériel

3 Protocole expérimental

  • À l'abri des regards, disposer les quatre récipients devant vous :
Les trois derniers récipients doivent paraître vides à l'auditoire, afin que l'illusion soit réussie.
  • Verser l'eau du verre n°1 dans le verre n°2 : celui-ci se colore immédiatement en violet. Ceci ressemble à du jus de raisin ou à du vin de qualité très moyenne !
  • Verser la moitié du "vin" obtenu dans le verre n°3 : le liquide se colore en marron-beige et devient effervescent. Cela ressemble beaucoup à un soda du type Cola.
  • Verser le reste du "vin" dans le verre n°4 : le liquide pétille et prend une teinte plus claire, comme du champagne. Avec peu de permanganate, la solution peut être incolore comme de la limonade.

4 Explications

  • La première étape consiste uniquement à diluer le permanganate de potassium dans l'eau, d'où une solution de teinte violette, caractéristique des ions MnO4 :
KMnO4(s) [math]\mathop{\longrightarrow}^{H_2O}[/math] K+(aq) + MnO4(aq)
  • La seconde étape est une réaction d'oxydoréduction (transfert d'électrons entre les deux réactifs) entre les ions permanganate et l'eau oxygénée. Selon le pH, les couples mis en jeux sont différents :
    • En milieu très acide, on a le couple MnO4/Mn2+ :
MnO4 + 8 H+ + 5 e ⇄ Mn2+ + 4 H2O
    • En milieu légèrement acide, on a le couple MnO4/MnO2 :
MnO4 + 4 H+ + 3 e ⇄ MnO2 + 2 H2O
    • Par contre pour l'eau oxygénée, le couple est toujours O2/H2O2 :
O2 + 2 H+ + 2 e ⇄ H2O2
On a donc les équations globales :
    • En milieu très acide :
2 MnO4(aq) + 5 H2O2(aq) + 6 H+(aq) → 2 Mn2+(aq) + 5 O2(g) + 8 H2O(l)
L'ion Mn2+ donne une teinte rose pâle à la solution.
    • En milieu légèrement acide :
2 MnO4(aq) + 2 H2O2(aq) + 2 H+(aq) → 2 MnO2(s) + 3 O2(g) + 4 H2O(l)
Le dioxyde de manganèse SGH07, qui précipite, donne une teinte marron foncé à la solution.
  • Il dégagement de dioxygène O2 SGH03, d'où l'effervescence observée. On peut mettre en évidence le dioxygène en approchant de l'effervescence une baguette de bois incandescente (rouge mais sans flamme) : la flamme réapparaît car le dioxygène SGH03 est un bon comburant. La réaction est très exothermique c'est-à-dire qu'elle dégage beaucoup de chaleur.

5 Vidéo