Traité de chimie du shooter oublié

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Il est bien difficile de savoir à quelle vitesse un shooter de vodka laissé sur un comptoir s'évaporerait exactement, puisque cela dépend d'une myriade de facteurs - température, pression atmosphérique, humidité relative. Même la forme du verre entre en ligne de compte.

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(Québec) CHRONIQUE / «On sait que l'alcool s'évapore plus rapidement que l'eau. Alors est-ce qu'un shooter de vodka contenant 40 % d'alcool par volume contiendrait toujours le même pourcentage d'alcool après, disons, une douzaine d'heures à l'air libre, par exemple après avoir été oublié sur un comptoir pendant la nuit?»

Nous allons faire ici une chose que nous n'avons, en près de 10 ans de chronique scientifique, encore jamais faite : répondre à une question anonyme. Nous faisons une exception pour cette fois-ci parce que, disons-le, la question est excellente. Mais que les petits fin finauds se le tiennent pour dit : pas de nom complet, pas de réponse. Pour au moins 10 ans.

Cela dit, quel est le sort qui attend un shooter de vodka oublié sur le comptoir? Il va sans dire que c'est là une question extrêmement théorique, car chacun sait que les shooters de vodka ne sont jamais oubliés sur un comptoir - ils sont soit bus sur-le-champ, soit renversés sur un chandail, soit échappés par terre, la probabilité de chacun de ces destins variant selon le moment de la soirée. Mais supposons malgré tout qu'une once de vodka atterrisse nuitamment dans un shooter, que son propriétaire en ait déjà bu suffisamment pour l'oublier tout de suite après, mais qu'il parvienne tout de même (coup de chance) à le déposer dans le bon sens sur le comptoir, et qu'aucun des invités du party ne l'accroche par la suite... Mettons, hein...

À cause de plusieurs facteurs comme la masse des molécules et la force avec laquelle elles s'attirent les unes les autres, les liquides ne se vaporisent pas tous à la même vitesse. Et il existe une mesure de cette propension à l'évaporation : la pression vapeur, explique Dany Gagnon, professeur de chimie au cégep de Limoilou.

Quand on place un liquide dans un contenant fermé, le liquide va s'évaporer jusqu'à atteindre un point d'équilibre où il y aura autant de molécules qui s'évaporent que de vapeur qui retourne à l'état liquide. La pression vapeur est simplement la pression exercée dans le contenant fermé par la vapeur émanant du liquide, une fois cet équilibre atteint. Et plus une substance se vaporise facilement, plus sa pression vapeur est élevée.

Dans le cas de l'eau, dont les molécules sont faites un peu comme des petits aimants et s'attirent très fortement les unes les autres, cette pression vapeur est nettement plus faible que pour l'éthanol - respectivement 0,03 fois l'atmosphère terrestre à 25 °C pour l'eau, et presque trois fois plus (0,08 atm) pour l'éthanol.

«Alors à cause de cela, au fur et à mesure que le temps va passer, l'éthanol va s'évaporer plus vite, et donc sa concentration dans le shooter va diminuer. Mais on a fait un petit test ici, au labo, et une période de 12 heures ne serait pas suffisante pour que beaucoup d'éthanol s'évapore», dit M. Gagnon.

Température et forme du verre

Il est bien difficile de savoir à quelle vitesse le mélange (et chacune de ses composantes) s'évaporerait exactement, puisque cela dépend d'une myriade de facteurs - température, pression atmosphérique, humidité relative. Même la forme du verre entre en ligne de compte, puisque toute l'évaporation se produit par la surface.

Mais on peut tout de même se faire une idée de la vitesse à laquelle les choses se passent en examinant les résultats d'une petite expérience qu'a faite en 2009 un certain Chris Kamel, alors qu'il étudiait à la maîtrise en biochimie à l'Université d'Ottawa. «En soi, on a fait ça vraiment juste pour le plaisir, comme l'était le blogue lui-même [il s'agit du blogue scientifique BayBlab, maintenu par l'ex-chercheur aujourd'hui rédacteur médical Robert Edge]», nous a écrit M. Kamel lors d'un échange de courriel.

À son labo, un avertissement était alors affiché sur le mur : «Ne désinfectez pas le manche de Koch [sorte de petite torche] avec une solution d'alcool à 70 %, elle ne brûle pas complètement. Pire encore, le 70 % devient 50 %, puis 30 %...»

Cela avait suffisamment piqué la curiosité de M. Kamel pour qu'il fasse le test. Le jeune laborantin s'est fait des mélanges d'alcool et d'eau en faisant varier la proportion d'alcool - 0 %, 10 %, 30 %, 50 %... jusqu'à 100 %. Il a versé 10 ml de chacun dans une série d'éprouvettes, puis... il a attendu.

Au bout de 12 heures, comme l'a noté M. Gagnon, les écarts demeuraient faibles. Il restait encore un peu plus de 9,5 ml dans l'éprouvette d'eau pure et autour de 9 ml dans l'alcool à 100 %, le reste s'échelonnant entre les deux extrêmes. Mais au bout d'une semaine, cette légère différence s'était transformée en gouffre : l'éprouvette d'eau pure contenait toujours 8,2 ml de liquide, contre à peine 4,5 ml pour l'alcool pur.

Comme la densité de l'éthanol (0,79gramme par cm3) diffère de celle de l'eau (1 g/cm3), M. Kamel a pu estimer la concentration finale d'alcool dans ses mélanges simplement en pesant le contenu de ses éprouvettes. Il n'y avait pas de mélange à 40 % (comme la vodka) dans son expérience, mais ses solutions à 30 %et 50 % ne contenaient plus, après une semaine, que 15 % et 29 % d'alcool. En présumant que la vodka finirait pile-poil entre les deux (notons que c'est une approximation), cela donnerait donc 22 % d'alcool dans le shooter après une semaine sur un comptoir.

Enfin, en présumant que la perte d'éthanol est constante (c'est faux, mais simplement pour avoir un ordre de grandeur) et en faisant une règle de trois, la concentration d'alcool dans le shooter oublié serait, après 12 heures, grosso modo égale à : 40 % - [(40 % - 22 %)/168 h] x 12h = 38,7 %.

Source: Chris Kamel, «Evaporation Rates of Ethanol Solutions», BayBlab, 2009, goo.gl/Pxcd4U

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