⏱️DURÉE20 min
🎯DIFFICULTÉAvancé
👶ÂGEDès 14 ans
🧹PROPRETÉPropre
🏠LIEUExtérieur
✅TAUX DE RÉUSSITE90%
Les feux d'artifice utilisent cette même chimie : chaque métal brûle avec une couleur différente ! Reproduisez ce spectacle en miniature avec des sels de cuisine courants.
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Activité à faire toute l'année, en famille ou en classe !
🧪 Matériel nécessaire
- 🧂 Sel de table (NaCl) 1 pincée · déjà dans la cuisine
- 🟢 Sulfate de cuivre 1 pincée · magasin bricolage
- 🟠 Chlorure de calcium (sel de déneigement) 1 pincée · magasin bricolage
- 🕯️ Bougies ou brûleur plusieurs · supermarché
- 🥣 Coupelles métalliques 3-4 · déjà dans la cuisine
- 🔥 Alcool à brûler petit peu · supermarché
📋 Étapes de l’expérience
1
Préparer les échantillons
Placez chaque sel dans une coupelle séparée. Ajoutez quelques gouttes d'alcool à brûler dans chaque coupelle. Étiquetez-les.
💡 Utilisez très peu de produit — une pincée suffit.
2
Allumer et observer
Dans un endroit aéré ou dehors, allumez l'alcool dans chaque coupelle avec un briquet long. Observez la couleur de la flamme : jaune (sel), vert (cuivre), orange (calcium) !
💡 Éteignez les lumières pour mieux voir les couleurs.
3
Comparer et analyser
Notez la couleur de chaque flamme. Essayez de deviner la couleur avant d'allumer ! Chaque élément chimique a sa propre signature lumineuse.
💡 Vous pouvez aussi saupoudrer les sels directement dans la flamme d'une bougie.
🤓 Pourquoi ça marche ?
Quand un métal est chauffé, ses électrons absorbent de l'énergie et « sautent » vers des niveaux d'énergie supérieurs. En retombant, ils libèrent cette énergie sous forme de lumière — à une longueur d'onde spécifique à chaque élément. Le sodium émet du jaune (589 nm), le cuivre du vert (510 nm), le calcium de l'orange (622 nm). C'est le principe de la spectroscopie d'émission, utilisée pour analyser la composition des étoiles !
Concepts scientifiques
spectroscopie d'émissionniveaux d'énergielongueur d'ondetransitions électroniques
📚 Au programme scolaire : 3ème – Terminale
🔭 La science en détail
L'énergie d'un électron dans un atome ne peut prendre que certaines valeurs : c'est la quantification, l'idée fondatrice de la physique du XXᵉ siècle. La flamme fournit l'énergie qui hisse un électron vers un niveau supérieur ; en retombant, il émet un photon dont l'énergie correspond exactement à l'écart entre les deux niveaux, selon E = hc/λ. Pour le sodium, la transition 3p → 3s libère un photon d'environ 2,1 eV, soit le fameux doublet jaune à 589,0 et 589,6 nm, la même lumière que les anciens lampadaires orangés au sodium. Chaque élément possédant sa propre échelle de niveaux, son spectre de raies constitue une empreinte digitale infalsifiable.
Cette empreinte se lit à distance. En 1868, le Français Jules Janssen et l'Anglais Norman Lockyer repèrent dans le spectre du Soleil une raie jaune qui ne correspond à aucun élément connu : l'hélium venait d'être découvert dans une étoile, 27 ans avant d'être isolé sur Terre. Les feux d'artifice appliquent la même physique en sens inverse : sels de strontium pour le rouge, de baryum pour le vert, de cuivre pour le bleu.
Pour les ados et les parents curieux 🤓
⚠️ Sécurité
⚠️
⚠️ SUPERVISION ADULTE OBLIGATOIRE — expérience avec flamme nue
⚠️
Réalisez cette expérience EN EXTÉRIEUR uniquement
⚠️
Éloignez tout matériau inflammable
⚠️
Gardez de l'eau à proximité pour éteindre si nécessaire
⚠️
Ne touchez pas les coupelles chaudes
⚠️
Le sulfate de cuivre est toxique — ne pas ingérer, se laver les mains
🛠️ Ça n’a pas marché ? Les ratés les plus fréquents
🚀 Pour aller plus loin
✨ Essayez avec du chlorure de lithium (rouge vif) si vous en trouvez
✨ Observez la flamme à travers un réseau de diffraction pour voir le spectre
✨ Comparez avec la couleur des feux d'artifice que vous voyez le 14 juillet
📜 La petite histoire
Entre 1859 et 1861, à Heidelberg, le chimiste Robert Bunsen et le physicien Gustav Kirchhoff couplent le brûleur à flamme incolore de Bunsen à un prisme : le spectroscope est né. En analysant la lumière émise par des eaux minérales et des minerais, ils découvrent deux éléments inconnus, nommés d'après la couleur de leurs raies : le césium (« bleu ciel », 1860) puis le rubidium (« rouge sombre », 1861). Votre test de flamme est la version à l'œil nu de leur méthode, toujours enseignée en chimie analytique pour identifier les éléments.
💡 Bon à savoir : La pureté des couleurs est difficile à obtenir sans brûleur professionnel, car la combustion du support (coton ou bois) ajoute souvent des reflets parasites orange. Il faut aussi être très méticuleux sur le nettoyage des outils pour éviter de mélanger les sels.
🔬
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❓ Questions fréquentes
Pourquoi la flamme change-t-elle de couleur avec différents sels ?
La chaleur apporte de l'énergie aux électrons des métaux qui composent les sels. En perdant cette énergie pour revenir à leur état stable, ils émettent une lumière dont la couleur est unique à chaque élément chimique.
Quels produits ménagers permettent de tester ces couleurs ?
Le sel de table (chlorure de sodium) produit un jaune vif, tandis que l'acide borique, parfois utilisé comme insecticide, crée une flamme verte. Pour le bleu-vert, on utilise souvent du sulfate de cuivre disponible au rayon jardinage.
Est-ce que les fumées dégagées sont toxiques ?
Bien que les quantités soient faibles, certains sels métalliques peuvent dégager des vapeurs irritantes. Réalisez toujours cette expérience dans une pièce très bien ventilée ou sous une hotte aspirante, en portant des protections adaptées.
Pourquoi le jaune du sel de table domine-t-il les autres couleurs ?
Le sodium possède une signature lumineuse extrêmement intense qui masque facilement les autres métaux. Il suffit d'une trace infime de sel sur vos instruments pour que toute la flamme vire au jaune, d'où l'importance de la propreté.
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