Questions - Réponses

Sciences

Pourquoi quand on allume une bougie et que on l’a met dans une assiette avec de l’eau et qu’après on met un verre au dessus de la bougie, l’eau de l’assiette se retrouve dans le verre ?

Didier Perret

Réponse de Didier Perret

Docteur

Section de chimie et biochimie
Université de Genève

Voici tout d’abord une réponse simple et rapide: Lorsque la bougie brûle, elle consomme beaucoup de dioxygène gazeux présent dans l’air et elle produit moitié moins de dioxyde de carbone gazeux. Comme il y a moins de gaz dans le verre après qu'avant, l’eau présente dans l’assiette est littéralement "aspirée" dans le verre qui recouvre la bougie, pour tenir compte de ce volume de gaz qui a disparu.

Pour aller plus dans les détails et comprendre exactement ce qu’il se passe, regardons la réaction chimique qui se déroule lorsque la bougie brûle: il s’agit d’une combustion. Pour qu’une combustion puisse se dérouler, il faut trois acteurs: un carburant (aussi appelé combustible), tel que du papier, du bois, une bougie, du charbon de bois, de l’essence, ou toute autre substance qui brûle; un comburant, tel que le dioxygène O2 présent à raison de 21% dans l’air; et un initiateur de combustion, tel qu’une étincelle ou la flamme d’un briquet ou d’une allumette.

Ici, le carburant est la cire d’une bougie, qui est une paraffine, c’est-à-dire un mélange complexe de molécules appelées alcanes et dont la formule est du type CnH2n+2 (n est un grand nombre, p.ex. 20 à 50). Disons, pour simplifier notre exemple, que la paraffine soit constituée de C20H42.

Lors de la réaction de combustion, chaque molécule de paraffine C20H42 a besoin de 41 molécules de O2, pour produire 20 molécules de dioxyde de carbone CO2 et 21 molécules d’eau H2O. La paraffine est solide (puis elle fond et passe en liquide), le dioxygène est gazeux, le dioxyde de carbone est lui aussi gazeux, et l’eau est sous forme de microgouttelettes liquides.

On déduit donc qu’il faut 41 volumes initiaux de dioxygène gazeux pour produire 20 volumes finaux de dioxyde de carbone gazeux. En d’autres termes, le volume des substances gazeuses diminue environ d’un facteur 2 durant la combustion de la paraffine. Ainsi, on crée un vide de gaz sous le verre qui recouvre la bougie. Comme le verre utilisé ne peut pas se déformer, le seul moyen pour ce système chimique de rééquilibrer la pression de gaz (en l’occurrence la chute de pression) est de forcer l’eau présente dans l’assiette à pénétrer dans le verre (le volume d’eau qui entre dans le verre est directement relié au volume de gaz qui vient à manquer lors de la création du vide).

Notons, finalement, que la bougie devra cesser rapidement de brûler, car elle consomme tout le dioxygène de l’air présent sous le verre; et sans comburant (ou sans carburant), la combustion ne peut pas continuer!

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