Serpent noir (feu d'artifice)
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« Serpent noir » (aussi parfois appeler "Black snake", d'après son nom anglais) est un terme qui peut désigner deux types de feux d'artifice similaires : le serpent du Pharaon et le serpent de sucre. Le Serpent du Pharaon est la version originale de l'expérience : il produit un serpent plus impressionnant, mais nécessite pour sa réalisation du thiocyanate de mercure (II), toxique pour cause de présence de mercure [1]. Le serpent de sucre n'est quant à lui pas toxique, du bicarbonate de sodium et du sucre sont utilisés [2].
Une fois allumés, le serpent noir émet de la fumée et crache des cendres ressemblant à un serpent via une réaction intumescente. Ils n'émettent aucune étincelle, projectile ou son.
Le serpent du Pharaon[modifier | modifier le code]
Le serpent du Pharaon est une expérience plus dangereuse et nécessite plus de précautions de sécurité que le serpent de sucre en raison de la présence de vapeurs de mercure toxiques et d'autres composés du mercure (HgS)[1].
Cette réaction a été découverte par Friedrich Wöhler en 1821, peu après la première synthèse du thiocyanate de mercure. Pendant un certain temps, un produit pyrotechnique appelé "Pharaoschlangen" était en vente légal en Allemagne, mais a finalement été interdit lorsque la toxicité du produit a été découverte à la suite du décès de plusieurs enfants qui avaient consommé par erreur le solide obtenu[3].
L'expérience du serpent du Pharaon est presque identique à l'expérience du serpent à sucre, cependant, la première utilise du thiocyanate de mercure (II) (Hg(SCN)2) au lieu du sucre en poudre avec du bicarbonate de soude pour la seconde. La première expérience doit être réalisée sous une sorbonne car tous les composés du mercure sont dangereux.
Après avoir enflammé les réactifs, le thiocyanate de mercure (II) se décompose en sulfure de mercure (II) (HgS), en disulfure de carbone (CS2) et en nitrure de carbone (C3N4). Le nitrure de carbone graphitique, un solide jaune pâle, est le composant principal des cendres[1].
- 2 Hg(SCN)2 (s) → 2HgS (s) + CS2 (l) + C3N4 (s) [1]
Le disulfure de carbone s'enflamme en dioxyde de carbone (CO2) et en oxyde de soufre (IV) (SO2).
- CS2 (l) + 3O2 (g) → CO2 (g) + 2SO2 (g) [1]
Alors que le nitrure de carbone (C3N4) se décompose en azote et en cyanogène.
- 2C3N4 (s) → 3(CN)2 (g) + N2 (g) [1]
Lorsque le sulfure de mercure (II) (HgS) réagit avec le dioxygène (O2), il forme une vapeur de mercure grise et du dioxyde de soufre. Si la réaction est effectuée à l’intérieur d’un récipient, un revêtement gris de mercure sur son contour intérieure peut être observé.
- HgS(s) + O2 (g) → Hg (l) + SO2 (g) [1]
Serpent de sucre[modifier | modifier le code]
Trois réactions chimiques consécutives se produisent lorsque le serpent est allumé. Le bicarbonate de sodium se décompose en carbonate de sodium, en eau gazeuse et en dioxyde de carbone [2]:
- 2NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)
La combustion du saccharose ou de l'éthanol (réagit avec l'oxygène de l'air) produit du dioxyde de carbone et de l'eau gazeuse [2]:
- C12H22O11 (s) + 12O2 (g) → 12CO2 (g) + 11H2O (g)
- C2H5OH (l) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2O (g)
Une partie du saccharose se décompose du fait de la haute température, dégageant du carbone élémentaire et de la vapeur d'eau [4]:
- C12H22O11 (s) → 12C (s) + 11H2O (g)
Le carbone ainsi créé rend le serpent noir. Le processus global est suffisamment exothermique pour que l'eau produite lors des réactions soit vaporisée. Cette vapeur, en plus du dioxyde de carbone produit, rend le serpent léger et aéré et lui permet d'atteindre une grande taille à partir d'une quantité comparativement petite de matière première [4].
Utilisation[modifier | modifier le code]
C'est un pétard populaire en Inde, avec lequel les enfants jouent pendant le festival de Diwali. Bien que jugé toxiques par la fondation Chest Research et l'Université de Pune, les serpents noirs sont toujours utilisés.
Voir aussi[modifier | modifier le code]
Références[modifier | modifier le code]
- Helmenstine, « How to Make a Pharaoh's Snake Firework » [archive du ], (consulté le )
- Helmenstine, « How to Make Black Snake or Glow Worms » [archive du ], (consulté le )
- Davis, T. L., « Pyrotechnic Snakes », Journal of Chemical Education, vol. 17, no 6, , p. 268–270 (DOI 10.1021/ed017p268)
- « Sugar snake » [archive du ], MEL Science, MEL Science 2015–2019 (consulté le )
