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             a) Le choix de l'eau et du savon:

 

 

Afin d'optimiser la durée d'une bulle de savon, nous avons tenté de déterminer les paramètres qui pourraient influencer sa durée. Pour cela, nous avons commencé par réaliser trois expériences, concernant les paramètres que sont l'eau et le savon.

 

 

EXPÉRIENCE 1: Quels types d'eau et de savon donnent une bulle à durée optimale?

Nous avons commencé par voir si il existait un certain type de savon ou un certain type d'eau qui jouerait de façon intéressante sur la durée d'une bulle de savon. Si c'était le cas, nous aurions alors déterminé le meilleur type de savon, en fonction du meilleur type d'eau.

 

Protocole expérimental :

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1) Ingrédients et matériel :

  • du savon noir liquide;

  • du shampooing (Le petit marseillais);

  • liquide vaisselle (Paic citron);

  • savon pour les mains (Palmolive);

  • eau déminéralisée (fer à repasser);

  • eau minérale (Hépar);

  • eau gazeuse (Salvetat);

  • eau du robinet;

  • petits gobelets en plastique (4x4);

  • une paille pour mélanger

  • un chronomètre.                                                   Nos différents ingrédients

 

2) Etapes et réalisation de l'expérience :

-Tout d'abord, nous avons placé dans chacun des 4 gobelets, 15 gr de savon noir. Puis nous avons ajouté 15 mL d'eau distillée dans le premier gobelet, 15 mL d'eau minérale dans le deuxième, 15mL d'eau gazeuse dans un troisième et 15mL d'eau du robinet dans le dernier.

-Nous avons mélangé soigneusement le contenu de chaque gobelet à l'aide d'une paille.

-Les mélanges avec le savon noir étant prêts, nous avons trois bulles pour chaque préparation, en notant à chaque fois la durée de la bulle avec le chronomètre.

-Nous avons recommencé la même procédure pour les trois autres types de savon, soit le savon pour les mains, le shampooing, et le liquide vaisselle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-Enfin, nous avons fait la moyenne de tous les résultats et avons entré nos données dans un tableur, pour réaliser le graphique suivant : 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Observations : 

La meilleure moyenne des deux paramètres est celle de l’eau distillée avec le savon pour les mains, bien que ce même savon donne de bons résultats avec l’eau gazeuse. De plus, le savon pour les mains a donné les meilleurs résultats pour tous les types d’eau.

 

4)Explications:

L'eau déminéralisée est considérée comme la meilleure eau car elle ne contient pas de sels minéraux, contrairement à l'eau du robinet par exemple, qui contient du calcaire, minéral ayant comme caractéristique d'alourdir la structure bullaire.
Quant au savon, il contient, comme nous l'avons vu, beaucoup d'ions amphiphiles, indispensables à la formation et à la stabilité des bulles.

Nous garderons donc l’eau déminéralisée avec le savon pour les mains pour la suite de nos expériences.

 

EXPÉRIENCE 2: La température de l'eau influence-t-elle la durée de la bulle?

Nous avons remarqué que de l'eau chaude semblait plus "fluide" que l'eau froide. Il se pourrait donc que cette particularité influence le drainage qui a lieu dans une bulle. Ainsi, pour tester cette hypothèse, nous avons réalisé une expérience avec différentes températures de l'eau (de 5°C à 90°C), pour voir si la durée de vie d'une bulle pouvait être améliorée.

 

Protocole expérimental :

 

1) Ingrédients et matériel :

  • de l'eau déminéralisée;

  • du savon pour les mains;

  • une casserole;

  • un thermomètre et un chronomètre;

  • une plaque électrique;

  • des glaçons et poches de glace;

  • des petits gobelets en plastique.

 

2) Réalisation et étapes :

- Nous avons réalisé un mélange de base d'eau distillée et de savon pour les mains en quantité aléatoire.

- Puis, nous avons versé ce mélange dans trois petits gobelets : l'un a été placé au congélateur, le deuxième est resté à température ambiante, et le troisième a été chauffé. 

-Une fois cela fait, nous avons ajusté les températures grâce à des poches de glace à la technique du bain-mairie, dans le but d'obtenir des températures comprises entre 5°C et 90°C.

 

 

 

 

 

 

 

 

           Eaux à différentes températures puis ajustées grâce à un thermomètre.

 

-Pour terminer, nous avons fait des bulles, noté leurs durées respectives, et entré ces valeurs dans un tableur, pour réaliser le diagramme suivant :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Observations :
Ces résultats sont très variés et ne semblent pas évidents à étudier. Nous allons donc analyser cette série statistique plus en détails, à l'aide d'un diagramme en boîte : 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nous constatons que les valeurs de la série sont dispersées, et semblent complètement aléatoires, comme le montrent les paramètres de dispersion. En effet, l'écart interquartile est de 142.5-108=34.5 et l'étendue est de 175-75=100. Ainsi, cette hypothèse n'est pas validée.

 

4) Explications :
Nous pouvons en déduire que la température n'a pas d'influence sur la durée de la bulle car une bulle contient une quantité d'eau tellement infime que sa température ne provoque pas de changement dans sa formation. De plus, au contact de l'air, l'eau refroidit extrêmement rapidement.

 

EXPÉRIENCE 3: Quelles quantités d'eau et de savon optimisent la durée de la bulle?

 

Nous avons vu lors de notre première expérience que l'eau déminéralisée et le savon pour les mains constituaient la meilleure combinaison possible. Il serait donc légitime de se demander s'il est préférable de mettre plus de savon ou bien plus d'eau dans notre mélange. Cette troisième expérience consiste donc à faire varier la quantité d'eau distillée (de 10 à 50 mL) pour la même quantité de savon (4 gouttes).

 

Protocole expérimental :

 

1) Ingrédients et matériel :

  • de l'eau déminéralisée;

  • du savon pour les mains;

  • 5 petits gobelets en plastique;

  • du colorant alimentaire (facultatif);

  • une paille ou cuillère pour mélanger;

  • une balance électrique (aussi précise que possible);

  • un chronomètre.

 

Etapes :

-Tout d'abord, nous avons versé 4 gouttes de savon pour les mains dans chacun des 5 gobelets.

-Puis nous avons ajouté respectivement dans chaque gobelet 10, 20, 30, 40 et 50 mL d'eau déminéralisée (à température ambiante), ainsi que quelques gouttes de colorant alimentaire rouge, juste pour bien montrer la différence de volume.

Voici une photo prise à ce moment précis de l'expérience :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nos préparations (colorées) avec respectivement 50, 40, 30, 20 et 10 mL d'eau.

 

-Nous avons donc fait des bulles avec chacune de ces préparations, noté une nouvelle fois leur durée respective, puis avons entré dans un tableur les valeurs, pour obtenir le graphique ci-dessous :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Observations :

Nous pouvons voir que sans savon, aucune bulle ne peut être formée, mais avec trop de savon, la durée de vie diminue peu à peu. La meilleure proportion eau/savon apparaît ici nettement comme celle de 20 mL pour 4 gouttes de savon.

 

4) Explications:

S'il y a trop peu de tensio actifs à la surface de l'eau, la bulle sera très fragile et durera moins longtemps. Au contraire, s'il y en a trop, ils formeront des micelles comme nous l'avons vu précédemment, ce qui ne provoquera pas une bonne cohésion entre les ions et l'eau.

 

Nous garderons donc cette combinaison pour la suite de nos expériences.

Savon noir                       Savon main                Shampoing              Liquide vaisselle

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