Quand l’eau rencontre le feu à Hawaï… (Michel Patalano)
L’état cristallin est une autre forme d’organisation de la matière différente de l’organisation moléculaire.
On se propose de comprendre comment la mise en place de l’état cristallin est contrôlée.
Les minéraux se caractérisent par leur organisation cristalline, c’est-à-dire un empilement régulier d’ions selon une forme géométrique. Une roche est formée de l’association de cristaux. Or, certaines roches volcaniques comme le basalte contiennent du verre, c’est à dire un solide ayant une organisation sans forme, non cristalline. Au niveau du plancher océanique, le basalte surmonte le gabbro qui lui ne montre pas de verre.
Pourquoi un gabbro est-il entièrement cristallisé et pas un basalte alors que les deux roches se forment au même endroit et ont la même composition ?
Schéma de la mise en place d’un basalte et d’un gabbro
1ere partie: analysez un basalte et un gabbro
Matériel:
- Microscope (1 par personne)
- Loupe à main et binoculaire
- Roches: Basalte et gabbro
- Des lames : Basalte et gabbro
- Fiches d’identification des minéraux, à l’œil nu et au microscope
Méthode:
- Observez à la loupe vos deux roches
- Identifiez les minéraux
- Dessinez symboliquement un basalte et un gabbro
Analyse 1:
- Rédigez une analyse de votre comparaison
2e partie: tester une hypothèse explicative
Que veut-on montrer ?
- L’effet de la vitesse de refroidissement sur la taille des minéraux
Comment peut-on le montrer ?
- En faisant fondre de la Vanilline sur une lame
- En faisant refroidir deux lames dans différentes vitesses
- En observant le résultat au microscope
La vanilline est une molécule organique extraite de la gousse de vanillier. Elle peut être obtenue par synthèse et disponible sous forme cristallisée. Sa température de fusion est facilement atteinte au contact de la flamme.
Matériel:
- Bougie chauffe plat
- Lames et lamelles
- Pince en bois
- Scalpel
- Hôte aspirante
- Glace
Méthode:
- Déposez, à l’aide de la pointe d’un scalpel, un peu de poudre (moins on en met, mieux ça marche) de vanilline au centre de la lame
- Recouvrez d’une lamelle.
- Portez la lame tenue par une pince en bois au-dessus de la plaque
- Retirez sans attendre lorsque la fusion de la vanilline est réalisée
- Posez la lame sur un coin de la plaque et attendez 5 minutes
- Répétez l’opération avec une autre lame puis déposez rapidement sur la glace bien à l’horizontale pendant 5 minutes
- Observez successivement chaque lame au microscope polarisant.
- Réalisez deux dessins comparatifs
- Constatez la différence essentielle entre les deux observations et précisez le paramètre variable de l’expérience
Analyse:
- A partir de cette expérience, expliquez comment un facteur contrôle la mise en place de l’état cristallin.
Notes pour le labo:
On ne peut faire le lien entre texture et vitesse de refroidissement qui si l’on compare deux roches provenant d’un magma identique : il faut donc étudier un basalte et un gabbro.
