Extraire une substance colorée - Facteurs influençant la couleur d’une espèce chimique

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Classe(s) : 1re ES - 1re L | Thème(s) : La formation des images. La couleur des objets
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Extraire une substance colorée Facteurs influençant la couleur d’une espèce chimique
 
 

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1Extraction et séparation d’une?espèce colorée

? Depuis des millénaires, la nature (les végétaux, les animaux, les pierres précieuses, les métaux,?etc.) constitue pour l’Homme une source essentielle de substances colorantes(>fiche16). La pourpre (coquillage du genre murex), le rouge carmin ou kermès (parasite du chêne kermès) ou encore le pastel (plante herbacée), ont fait la richesse des civilisations méditerranéennes. Depuis longtemps, l’Homme a donc su développer et perfectionner des techniques pour extraire ces espèces colorées.

? Différentes méthodes physico-chimiques permettent d’extraire et de séparer les espèces chimiques colorées les unes des autres.

  • Si l’espèce à extraire est présente dans un solide, l’extraction est réalisée par macération (le trempage se fait à froid dans un solvant), par infusion (le solvant est porté à chaud avant le trempage) ou par décoction (l’espèce à extraire et l’eau sont portées à ébullition). On réalise ici une extraction?solide-liquide.
  • Si l’espèce à extraire est présente dans une solution aqueuse, on réalise une extraction par solvant(>rabats,IV). L’espèce intéressante va se dissoudre très facilement dans un solvant extracteur (choisi pour être peu miscible avec l’eau). Ce solvant est ensuite éliminé par évaporation. Il s’agit ici d’une extraction liquide-liquide.

? L’espèce colorée extraite peut être identifiée par chromatographie.

2La chromatographie sur couche mince (CCM)

APrincipe de cette technique

Cette technique, illustrée sur les rabats (>rabats,V), consiste à séparer et identifier des espèces chimiques présentes dans un mélange organique. On procède à l’identification par comparaison avec une substance de référence.

BMise en œuvre expérimentale

? Une microgoutte d’un mélange?M à analyser est déposée sur un support solide – la phase fixe ou stationnaire (papier ou plaque de silice). On dépose de la même manière une espèce chimique de référence R.

? Le support solide est placé dans une cuve contenant un fond de solvant(s) – la phase mobile ou éluant.

? La phase mobile migre par capillarité vers le haut sur la phase fixe, en entraînant les substances déposées en M et en R. Les espèces chimiques présentes migrent alors à des vitesses différentes selon leur affinité avec la phase fixe et leur solubilité dans la phase mobile. La hauteur atteinte en fin de processus est donc une caractéristique de l’espèce chimique entraînée.

3Facteurs influençant la couleur d’une substance

? À l’instar de l’ocre jaune qui se transforme en ocre rouge, certaines substances colorées sont sensibles à la chaleur. Ces substances thermochromiques ont de multiples applications?: encres pour lutter contre la contrefaçon, indicateurs de gel sur les routes ou de chaleur dans les cuillères pour bébé,?etc.

? Certains colorants tels que les anthocyanes (présents dans le chou rouge par exemple) changent de couleur en fonction de l’acidité ou la basicité du milieu. Une décoction filtrée de chou rouge change de couleur en fonction du pH du milieu (doc.1).

? L’humidité peut aussi induire un changement de couleur de certaines substances chimiques. Le sulfate de cuivre anhydre (sans eau) est blanc mais en présence d’eau, il devient bleu.

? D’autres substances colorées sont sensibles au rayonnement ultraviolet. C’est le cas du jaune de chrome utilisé par Van Gogh dans Les?Tournesols?: sous l’effet des rayons du soleil, ces pigments ont noirci.

Doc. 1 Décoction de chou rouge. En a avec un peu d’acide chlorhydrique, en b avec un peu d’eau, en c avec un peu de soude.

 

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