Cours de Première – Extraire et synthétiser des molécules colorées
Pigments et colorants
- Les pigments sont des substances solides colorées qui sont insolubles dans le milieu qui les contient. Se présentant sous forme de très petites particules, ils sont utilisé en suspension, dans les peintures par exemple, ou dispersés dans tout le milieu comme dans les matières plastiques.
- Les colorants sont des substances colorées qui se dissolvent dans le milieu dans lequel ils sont introduits. Ils sont surtout utilisés dans l’industrie agroalimentaire et textile.
Extraction par solvant
Certaines espèces colorées sont d’origine naturelle et sont obtenues par extraction.
L’extraction directe consiste à mélanger un produit naturel (pétales de rose, écorces d’orange….) à un solvant dans lequel l’espèce chimique que l’on souhaite recueillir est très soluble.
L’extraction liquide-liquide consiste à faire une espèce chimique d’un solvant dans un autre, dans lequel elle sera plus facile à isoler. Les deux solvants ne doivent pas être miscibles. En laboratoire, l’extraction liquide-liquide s’effectue avec une ampoule à décanter.
Exemple :
La curcumine est un colorant alimentaire autorisé en France, codé E100. Il est extrait des racines du curcuma, une plante originaire de l’Inde. On le trouve dans la moutarde, le curry en poudre, certaines chips.
Synthèse d’espèces colorées
Les colorants sont aujourd’hui le plus souvent d’origine synthétique.
La synthèse d’une espèce chimique est la préparation de cette espèce à partir de réactif, en effectuant des transformations chimiques qui comportent souvent plusieurs étapes. En fin de synthèse, l’espèce chimique recherchée se trouve mélangée à d’autres espèces chimiques. Il faut alors réaliser une extraction, puis vérifier que l’on a bien obtenu l’espèce chimique souhaitée et réaliser une identification.
Exemple : le jaune de tartrazine, colorant alimentaire de couleur jaune, codé E102, présent dans le sirop de menthe, est obtenu par synthèse.
La chromatographie:
La chromatographie est une technique de séparation et d’identification d’espèces chimiques contenues dans un mélange. Elle met en jeu une phase fixe ou phase stationnaire et une phase mobile appelée éluant.
Au cours d’une chromatographie, les espèces chimiques présentes dans le mélange sont entraînées par l’éluant à des vitesses différentes selon leur affinité avec celui-ci et la phase fixe.
En chromatographie sur couche mince (CCM), l’éluant liquide monte par capillarité dans la phase fixe qui est constituée d’une fine couche de silice ou d’alumine déposée sur un support d’aluminium.
Propriétés des espèces chimiques colorées:
Les pigments ou les colorants absorbent une partie de la lumière blanche, se comportant comme des filtres.
La couleur absorbée et la couleur apparente sont complémentaires, c’est-à-dire qu’elles sont en vis-à-vis sur le cercle des couleurs.
Lorsqu’on mélange des espèces colorées, les radiations absorbées par chacune d’elles sont également absorbées par le mélange. La couleur obtenue résulte de la synthèse soustractive.
Exemple : le bleu patenté est un colorant alimentaire absorbant majoritairement les radiations rouges. Le jaune de tartrazine est un autre colorant alimentaire qui absorbe majoritairement les radiations bleues. Le mélange de ces deux colorants absorbe à la fois le bleu et le rouge ; il apparaît donc vert.
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