1.1. Étude du fer et du soufre

Dans deux verres de montre distincts, versons un peu de fleur de soufre et un peu de limaille de fer. Livrons-nous à des expériences similaires sur ces deux substances et consignons les résultats de nos observations.

Expérience 1

Expérience 2

Expérience 3

Après la réalisation de ces trois expériences, réfléchissons aux méthodes que nous pouvons employer pour séparer les constituants d'un mélange fer-soufre

Reprenons la première expérience. Nous savons que ni le fer ni le soufre ne sont solubles dans l'eau. La limaille de fer coule au fond du verre, la fleur de soufre flotte à la surface de l'eau. Nous basant sur cette différence de comportement, nous pouvons à bon droit émettre l'hypothèse que nous pouvons séparer les constituants d'un mélange fer-soufre par flottation et décantation.

Confrontons notre hypothèse à la réalité grâce à une expérience: dans un verre versons  notre mélange fer-soufre (figure a). Versons ensuite de l'eau et agitons grâce à un agitateur en verre (figure b)

                    figure a                                    figure b                                 figure c

Laissons reposer quelques instants. Nous constatons (figure c) que la fleur de soufre flotte à la surface de l'eau (flottation) et que la limaille de fer tombe au fond du verre (décantation).

Nous basant sur la deuxième expérience (le soufre est soluble dans le sulfure de carbone à l'inverse du fer qui est lui insoluble dans le sulfure de carbone), nous pouvons valablement postuler que nous pouvons séparer les constituants d'un mélange fer-soufre grâce à la succession des opérations suivantes: 

1. dissolution de la fleur de soufre dans le sulfure de carbone;

2. filtration du mélange obtenu afin de récupérer la limaille de fer, insoluble dans le sulfure de carbone;

3. évaporation du sulfure de carbone (solvant) pour récupérer la fleur de soufre (soluté) qui cristallise. 

Portons maintenant notre attention sur la troisième expérience (le fer possède des propriétés magnétiques alors que le soufre n'en a pas). Nous sommes naturellement portés à penser que nous pouvons séparer les constituants d'un mélange fer-soufre par aimantation. Une rapide expérience nous convainc de la validité de notre hypothèse.

Une série d'allers et retours avec l'aimant nous permettent de retirer le fer du mélange, ne laissant dans le verre de montre que le soufre.

Synthèse 1

Nous avons réalisé un mélange de deux substances, le fer et le soufre, dont nous avions préalablement étudié quelques propriétés caractéristiques. Nous basant sur ces propriétés, il nous a été possible de séparer les constituants du mélange fer-soufre en faisant appel à diverses manipulations:

        a. la flottation et la décantation;

        b. la dissolution, la filtration et l'évaporation (cristallisation);

        c. l'aimantation.

A la suite de ces diverses manipulations, le fer et le soufre ont conservé leurs propriétés caractéristiques initiales.

il est