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Caractéristiques d’un fumigène

samedi 12 juin 2010 par Joëlle Mirabaud

Faire son fumigène personnel est sympa, mais il y a des risques donc des précautions à prendre !

Protocole expérimental pour obtenir un fumigène :
-  Placer le bec électrique, le bécher et les produits sous la hôte aspirante. Rabattre la protection transparente.
- Dans le bécher, mélanger 60gr de salpêtre à 40gr de sucre.
- Placer le bécher sur le bec électrique et chauffer à feu doux (60°C). Remuer jusqu’à homogénéisation, le sucre doit caraméliser mais pas brûler.
- Facultatif : ajouter une cuillère de bicarbonate de sodium pour ralentir la combustion et faire plus de fumée.
- Remplir un tube en carton solide, enfoncer au centre un crayon à mi profondeur, laisser reposer une heure.
- Enlever le crayon et le remplacer par une torsade de papier qui servira de mèche.
- Allumer la mèche…

Résultat :
-  Les 2 poudres blanches ont peu à peu fondues et se sont colorées, remplissant le bécher jusqu’à 50ml.
- Le caramel a brulé au fond et pourtant on a pas arrêté de mélanger.
- L’addition de NaHCO3 a drôlement fait moussé le mélange. Malgré la grande taille du bécher (250ml), le mélange a un peu débordé donc le mélange a pris 5 fois plus de place.
- Le mélange a quand même été bien homogénéisé.
- Nous avons utilisé un tube en carton très épais, très solide, venant d’un rouleau de moquette.
- Au bout d’une heure, le mélange est encore tiède, il a bien durci dans le tube en carton. Il a même tellement durci qu’on arrivait plus à enlever le stylo. Le bouchon y est resté. Avec un crayon ça aurait été mieux.
- La mèche a brûlée jusqu’au bout et ... le mélange s’est allumé très très lentement.
- La réaction de combustion a dégagé un peu de chaleur et beaucoup de fumée.
- Les petites projections grises se sont facilement nettoyées à l’éponge.

Interprétation :
Le salpêtre est du nitrate de potassium KNO3. C’est un oxydant. L’origine de son nom est "sel de pierre" : il se forme sur les vieux murs humides donnant une couche pulvérulente blanchâtre. On le récolte en grattant des pierres ou des briques situées dans des lieux sombres, comme les caves.
On retrouve le salpêtre en pharmacie comme diurétique, et dans l’alimentation comme conservateur dans les charcuteries (additif E252) quiréagit et produit du nitrite puis du monoxyde d’azote qui transforment la myoglobine rouge en un colorant rose typique du jambon et des salamis.
Le sucre commercial est du saccharose extrait de la betterave sucrière ou de la canne à sucre. Le saccharose est une molécule organique composée de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. Ce diholoside est formé de 2 oses : une molécule de glucose et une molécule de fructose. Son nom officiel est le ß-D-fructofuranosyl-(2/1)-a-D-glucopyranoside. Il peut être symbolisé par Glc-Fru.
Le bicarbonate de sodium NaHCO3 a dégagé un grand nombre de bulles de CO2 d’où le gonflement de 50cl à 250cl. Toutes les bulles sont parties quand on a versé le mélange dans le tube en carton et le volume était de nouveau de 50cl.
Après avoir rempli le carton, le mélange est resté 1heureà température ambiante et pourtant il est encore tiède : il possède une grande inertie thermique .
Le mélange KNO3 / sucre s’est allumé très lentement car il est humide en surface et il faut le temps que cette humidité s’évapore.
La fumée est produite par les particules de sucres et de nitrate de potassium recristallisées dans l’air.

Imaginons des équations équilibrées plausibles avec la proportion en poids de 60gr pour 40gr, la vraie réaction fumigène étant probablement un mélange des trois avec en plus production de bicarbonate de potassium avec divers composés de carbone, hydrogène, oxygène :
- avec production de suie :
5,08 KNO3 + C12H22O11 => 2,54 K2CO3 + 2,54 N2 + 11 H2O + 7,62 CO + 1,84 C
- avec production d’hydrogène :
5,08 KNO3 + C12H22O11 => 2,54 K2CO3+ 2,54 N2 + 9,16 H2O + 9,46 CO + 1,84 H2
- avec ajout de l’oxygène de l’air :
5,08 KNO3 + C12H22O11 + 5,65O2 => 2,54 K2CO3+ 2,54 N2 + 11 H2O + 9,46 CO
(Source : wikipedia, article sur le salpêtre)


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