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Petite flamme deviendra verte

Dissolution de CuSO4 dans un mélange d'alcane

    16 mars 2018 à 18:34:41

    Bonjour,

    Je possède un briquet a essence de type zippo et je souhaiterais colorer la flamme en vert.

    Actuellement je recharge mon briquet a l'essence F (mélange de C7, C8, C9, d'alicycles et de très peu d'aromatique).

    Pour la coloration je me suis pencher sur différent cations qui émettent dans le vert leur de leur désexcitation et j'ai trouver le Cuivre II et le Baryum II, j'ai choisit le sulfate de cuivre pour la facilité de s'en procurer et le fait qu'une fois pentahydraté il ne présente quasiment aucun danger a manipuler.

    Mon principal problème est alors que le sulfate de cuivre est très très très peu soluble dans le solvant apolaire qu'est l'essence F.

    J'ai jusqu'à présent penser a 3 possibilité et j'ai besoin d'aide pour choisir vers laquelle m’orienter

    1) solubiliser dans l'essence F

    L'équation de solubilisation est : CuSO4 -> Cu 2+ + SO4 2-

    si j'arrive a complexer SO4 2- je devrait pouvoir décaler l'équilibre de solubilité et obtenir assez de Cu 2+ pour colorer la flamme. Cependant je ne vois pas trop comment faire cela et encore moins ou je peut trouver des constante de solubilité dans l'essence F...

    2) Remplacer CuSO4

    un autre composé que je pourrait utiliser est CuCl2, mais je ne connais pas spécialement sa solubilité dans l'essence F. De plus j'ai assez peur de former du dichlore lors de la combustion et le dichlore c'est pas super comme gaz ...

    3) Solubiliser CuSO4 dans l'eau

    L'option qui me semble la plus réalisable est de saturer une solution d'eau de CuSO4 puis de réaliser un mélange 9:1 essence F/solution, avec une assez grande proportion d'essence F la combustion devrait être possible et avec l'eau le cation Cu2+ devrait se retrouver sur la flamme

    Le problème est que je ne suis pas sur du tout de la miscibilité de ces alcanes dans l'eau ni même du fait que le mélange sera toujours assez volatile pour permettre au briquet de s'allumer

    Merci d'avoir lu ce pavé remplis de fautes et si vous avez une solution n'hésitez pas

    PS : pour réaliser ces mélanges je ne suis pas en laboratoire, on oublie donc l'utilisation de pas mal de composer (j'ai penser a utiliser un acide très fort pour protoner SO4 2- en HSO4- et donc décaler l'équilibre et solubiliser mais je ne me sens pas de remplir un briquet avec une solution comportant ces composés et je pense qu'une flamme verte ne vaut pas une brulure a l'acide ou une intoxication au dichlore)

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    No war, only class war

      18 mars 2018 à 17:35:28

      Coucou JeanFlood,

      Je pense que tu as un petit niveau en chimie, mais je ne sais pas bien lequel. Mais soit j'vais partir du principe que tu es novice histoire de toute reprendre depuis le début.

      Le sulfate de cuivre est un composé dangereux à enflammer. Bien que tu puisses obtenir une belle flamme verte, le contre ion lui aussi va réagir et non pas émission de lumière. Tu vas juste réussir à former du soufre et ses oxydes (gaz qui deviennent corrosif en contact avec les parois humides, yeux, trachées, etc...). De plus tu risque d'encrasser ton briquet avec des dépôts de cuivres... Avec la chaleur tu vas commencer à avoir plein de réaction secondaire...

      Bon imaginons que tu choisisses du Carbonate de Cuivre (II), histoire d'avoir un contre ion moins susceptible de former des gaz corrosifs, (bien que je ne saches pas si la formation de monoxyde de carbone est une réaction parasite envisageable...) Ton sel ne pourra pas être rendu soluble pars un déplacement d'équilibre tel que tu l'entends là.

      Ton sel étant insoluble, tu vas l'avoir majoritairement sous forme solide et tu dis vouloir mettre en solution de quoi complexer les ions sulfate (le baryum le fait très bien) mais le truc c'est que ton baryum il va pas être soluble non plus ? Alors tu rajoute un solide de plus au fond de ton mélange heterogène. 

      Pour solubiliser des ions en milieu organique on utilise soit des ammoniums quaternaire (chaîne alkyls assez grandes pour être dans la phase organique, mais chargé positivement), soit des cryptand/ether couronne, qui complexe un cation dans le milieu organique; Mais bon generalement tout ça, c'est pour des trucs de transfert de phase. Donc ça marche bien si ton sel métallique est dans de l'eau et que ton mélange contienne cette portion en plus de ton essence. 

      En gros il te faut faire un mélange de tes trois idées pour arriver à quelque chose de réaliste. Mais vue que tu n'as pas accès à ces contres-ions... Et qu'en plus je ne suis pas certain de la toxicité de ces composés à mon avis ça va être tendu...

      "A moins que"C'est la partie intéressante: 

      ça dépend combien il faut de cuivre pour faire une flamme verte. Si ce n'est pas une quantité ridicule (ce qui dans mes souvenirs pourrait marcher), essaye de mettre un grain tout piti de CuSO4 dans l'essence et si l'essence en a solubilisé juste assez pour que le tout soit coloré, c'est nickel. Sinon pas va falloir utiliser peut-être un anion qui colore ? Je crois que ça existe aussi.

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      Zéro pointé à vie. | La chimie est l'écoute de la matière. | Art&Science.
        20 mars 2018 à 0:41:37

        Juste une réflexion qui me vient c'est que ça se vendrait drôlement bien des briquets aux flammes colorées. Il y a un concept à exploiter :p
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          21 mars 2018 à 11:36:09

          Sinon il faut oublier le sel et plutôt ajouter à l'essence un composé organométallique soluble, mais comme c'est pleins de cochonneries ces essences c'est pas dit qu'il ne réagisse pas. Le réactif de Gilman par exemple devrait colorer la flamme en violet (aucune idée de la solubilité par contre).

          Les organobaryum  sont assez simples synthétiser, ils devraient colorer la flamme en vert mais ça réagis avec les composés carbonylés (mais d'un côté peut importe tant qu'il n'y a pas de production de produits dangereux et que le baryum reste en solution).

          Pour du vert, faut voire aussi du côté des organozincique, organoantimoniques ou encore organotellure (le tellurure de dimétyle est volatile, ça nous arrange qu'il y en ai un maximum dans la flamme, par contre ça sent l'ail xD)

          Je crois que le molybdène aussi donne une couleur vert-jaune aux flammes.

          Mais bon, ça reste des produits compliqués a trouver au supermarché ou a faire dans sa cuisine :/

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            21 mars 2018 à 21:11:57

            Bonsoir,

            Dans un premier temps je voudrais vous remerciez pour votre aide :)

            J'ignorais la réaction d'oxydation du souffre et après quelque recherche par rapport a ce que Blackline a dit, effectivement le gaz est pas fou, cependant je pense qu'au dose utiliser pour colorer la flamme il ne pose pas de problème mais n'ayant pas d'information a ce sujet je vais arrêter de l'utiliser, cela me semble plus sage.

            J'ai également essayer d'en solubiliser un petit grain mais cela ne semble pas marcher...

            L'idée de solubiliser en ajoutant du baryum pourrait marcher dans le sens ou on solubilise CuSO4 et BaAnion en faisant baisser la concentration de SO4 2- et de Ba2+, après c'est juste une idée comme ça je n'ai aucune source ni exemple qui marche.

            Je vais me renseigner sur les anions qui colorent

            Par rapport a ce que dit Akio, les seul organométallique que j'ai manipuler étaient des organomagnésien et on devait les synthétiser en milieu anhydre pour éviter toute réaction avec de l'eau, je ne sais pas si cela s'étend a tout les organomagnésien (il me semble que si mais j'ai peur de dire une connerie) du coup je me vois assez mal gardez un briquet en milieu anhydre. Mais par contre j'aime bien l'idée des organométallique et même si je ne pourrait pas l'utiliser je vais allez voir ce que je peut trouver sur leur fonctionnement parce que c'est vrai que c'est dommage que mes cours se limitent aux organomagnésiens.

            Sinon une autre idée m'est venu, si le problème est de solubiliser dans l'essence alors peut-être que je pourrais remplacer l'essence. En faisant des recherches je suis tomber sur des vidéos youtube de petit malins qui s'amusaient avec du méthanol dans leur chambre, bon ... perso je mets du papier d'alu pour boucher mon éprouvette quand je sors de la hotte du coup le méthanol dans ma cuisine ... Mais je me suis demander ce que cela donnerais avec de l'alcool a bruler (bon je sais l'alcool a bruler contient du méthanol mais j'ose espérer que si ils vendent ça pour les appareils a fondu il n'y en a pas trop ...) ou éthanol assez concentré. Vu qu'ils contiennent de l'eau je ne devrait pas avoir trop de problème a solubiliser, reste maintenant a savoir si c'est assez volatil pour que le briquet s'allume et pas trop pour éviter qu'il ne se décharge d'un coup.

            Merci encore a tout ceux qui ont répondu

            PS: j'ai vu qu'il était possible d'acheter des briquets a gaz faisant une flamme verte je vais rechercher comment ils font

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            No war, only class war

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