Comment faire fondre du gallium métallique dans votre main

Le gallium est un métal inhabituel. Il n’existe pas à l’état pur dans la nature, mais on peut l’acheter à l’état pur pour l’utiliser dans des démonstrations scientifiques vraiment étonnantes. L’une des démonstrations les plus populaires est la fusion du gallium dans la paume de votre main. Voici comment faire la démonstration en toute sécurité et l’explication de son fonctionnement.

Matériaux en gallium fondu

En gros, tout ce dont vous avez besoin pour ce projet est un échantillon de gallium raisonnablement pur et votre main :

• Gallium pur
• Gants en plastique (facultatif)

Vous pouvez acheter un morceau de gallium pur pour environ 20 dollars en ligne. Vous pouvez utiliser votre main nue pour cette expérience, mais le gallium possède deux propriétés qui peuvent vous donner envie de porter une paire de gants jetables. Premièrement, le gallium métallique mouille à la fois le verre et la peau. Cela signifie que le métal fondu laissera des particules de gallium finement divisées sur votre peau, ce qui lui donnera une teinte grisâtre. Ce n’est pas très facile à enlever, donc vous pouvez éviter ce problème. L’autre considération est que le gallium attaque d’autres métaux. Ainsi, si vous portez habituellement une bague, vous pouvez porter des gants pour vous assurer qu’il n’y a pas de gallium ou de métal résiduel qui pourrait décolorer vos bijoux.

Comment faire fondre le gallium

Quoi de plus facile ? Il suffit de placer le morceau de gallium dans la paume de votre main et de laisser la chaleur de votre corps faire le travail ! Le point de fusion du gallium est de 29,76 C (85,57 F), il fondra donc facilement dans votre main ou dans une pièce très chaude. Il faut compter environ 3 à 5 minutes pour une pièce de métal de la taille d’une pièce de monnaie.

Lorsque vous avez terminé l’examen du gallium, inclinez votre main pour permettre au métal de s’écouler dans un non métallique conteneur. Si le conteneur est également chaud, le lent refroidissement vous permettra d’observer le gallium former des cristaux métalliques.

Vous pouvez surrefroidir le gallium, qui le maintient sous forme liquide au-dessus de son point de congélation. Pour ce faire, il suffit de verser le gallium liquide dans un récipient chaud et de le maintenir à l’abri des vibrations. Lorsque vous êtes prêt à cristalliser le métal, vous pouvez mettre le récipient en pot, toucher l’échantillon ou amorcer la cristallisation en ajoutant un petit morceau de gallium solide. Le métal présente une structure cristalline orthorhombique.

Points à garder à l’esprit

• Le gallium peut décolorer temporairement votre peau. C’est parce qu’il mouille la peau. Gardez à l’esprit que cela signifie que vous perdrez un tout petit peu de votre échantillon à chaque fois que vous ferez la démonstration.
• Certaines personnes ont signalé des dermatites légères (rougeurs, démangeaisons, inflammation) dues à une exposition prolongée au gallium. En gros, cela signifie que vous devez vous laver les mains après la fin de la démonstration.
• Le gallium n’est pas toxique. Il est utilisé dans les produits pharmaceutiques, donc vous pourriez probablement l’avaler et vous en remettre, mais il n’est pas recommandé, et ce serait un en-cas coûteux.
• Le gallium attaque d’autres métaux, il ne faut donc pas le laisser entrer en contact avec des bijoux ou le stocker dans des conteneurs métalliques.
• Le gallium se dilate en refroidissant, c’est pourquoi il est généralement conservé dans un sac plastique ou un récipient souple plutôt qu’en verre pour éviter toute possibilité de dilatation qui pourrait faire éclater le récipient. De plus, le gallium mouille le verre, donc le stockage dans du plastique permet de minimiser la perte d’échantillon.

Autres éléments qui fondraient dans votre main

Le gallium n’est pas le seul métal qui fond dans un liquide à température ambiante ou à la température du corps. Le francium, le césium et le rubidium fondent également dans la paume de la main. Cependant, vous ne voulez sérieusement pas tenter cette démonstration avec l’un d’entre eux ! Le francium et le césium sont radioactifs. Le césium et le rubidium réagissent vigoureusement avec l’eau, ce qui signifie qu’ils pourraient mettre le feu à votre main. Restez avec le gallium.

En savoir plus sur le gallium

Si vous avez du gallium à faire fondre dans votre main, vous pouvez aussi essayer le tour de la cuillère à fondre. Dans ce tour de magie scientifique, soit vous faites fondre une cuillère de gallium avec ce qui semble être le pouvoir de votre esprit, soit vous faites semblant de le faire disparaître dans un verre d’eau chaude. Le gallium est un métalloïde intéressant, vous souhaiterez peut-être en savoir plus sur cet élément.

Sources

• Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2e éd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Strouse, Gregory F. (1999). « NIST realization of the gallium triple point ». Proc. TEMPMEKO. 1999 (1) : 147–152.