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Diffusion d’un soluté liquide dans l’eau

La description moléculaire pour comprendre

par CLAUDEL Gilles

Diffusion d’une goutte de colorant bleu patenté dans l’eau
Vidéo enregistrée par Nissa, Tu Linh et Dan.

Juste après l’ajout de la goutte de colorant bleu, plusieurs phénomènes sont observables :

  • déplacement rapide d’une partie de la goutte vers les bords du bécher : ceci est dû à un abaissement local de la tension superficielle (surface eau-air). On ne cherche pas à l’expliquer ici.
  • déplacement du colorant par gravité : la solution de bleu patenté est plus dense que l’eau.
  • la troisième observation est très intéressante : c’est la diffusion lente du colorant dans l’eau du bécher.

Une description moléculaire permet de l’expliquer. En effet les molécules constituant l’eau et la solution de bleu patenté sont peu liées entre elles et mobiles (en raison de l’agitation thermique). Les molécules se déplacent en s’entrechoquant jusqu’à ce que les molécules de bleu patenté occupent tout le volume d’eau du bécher.

On ne le voit pas sur la vidéo (enregistrement trop court), mais après quelques minutes, les molécules de bleu patenté, toujours en mouvement, se répartissent équitablement sur tout le volume d’eau contenue dans le bécher. Le mélange est homogène et l’est devenue sans agitation par le phénomène physique de diffusion.

Diffusion d’une goutte de colorant vert dans l’eau
Vidéo enregistrée par Céline, Ludmilla et Jeanne.