L`essentiel à retenir

Première S
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Chapitre nÀ3 : Matières colorées, pigments et colorants
I-
Pigments et colorants
Il existe deux types de matières colorées : les « colorants », qui sont solubles dans le milieu dans lequel ils
sont placés, et les « pigments » qui sont des substances solides en suspension insolubles dans le milieu.
Pigments et colorants peuvent être obtenus soit par extraction à partir de leur milieu naturel, soit par synthèse
en laboratoire.
L’extraction consiste tout d’abord à faire passer le pigment ou le colorant dans un solvant puis à l’isoler par
filtration ou par décantation. La présence de l’espèce colorée et la qualité de son extraction sont ensuite
vérifiées par chromatographie sur couche mince (CCM). Ces techniques, vues en détail dans le TP n°6, sont
à connaître.
II -
Couleur d’un mélange de matières colorées
La matière nous apparaît colorée car elle absorbe une partie de la lumière
blanche qui l’éclaire. Les différentes espèces colorées (colorants ou pigments)
présents dans un mélange se comportent comme des filtres superposés. On
appliquera donc les règles de la synthèse soustractive pour déterminer la
couleur perçue d’une matière colorée (le cercle chromatique).
Ainsi une solution qui absorbe le « jaune-vert » nous apparaîtra « violet –
magenta », comme par exemple le permanganate de potassium, alors qu’une
solution qui absorbe le « rouge-orange » nous apparaîtra « bleu-vert », comme
par exemple le sulfate de cuivre.
III - Molécules organiques
Historiquement, une molécule organique est une molécule provenant d’un organe vivant (animal ou végétal).
Au XIXème siècle, les chimistes ont commencé à fabriquer des molécules identiques aux molécules
organiques par synthèse en laboratoire. La définition devait donc être revue... Aujourd’hui, on définit les
molécules organiques comme molécules constituées essentiellement de l’élément carbone C et l’élément
hydrogène H.
Une molécule organique est formée d’un enchaînement plus ou moins long d’atomes de carbone qui
constituent le « squelette carboné » de la molécule. Ceux-ci sont principalement liés à des atomes
d’hydrogène. Des groupes contenant d’autres éléments chimiques (oxygène, soufre, azote, chlore, fluor,
etc…) peuvent être liés à ce squelette : on les nomme « groupes caractéristiques ».
IV - Représentations des molécules organiques
On peut représenter des molécules organiques de différentes manières :
La « formule brute » fait apparaître les atomes constitutifs de la molécule mais n’explicite pas sa
structure. Cette représentation a l’avantage d’être simple et courte mais l’inconvénient d’être très
imprécise : une même formule brute peut correspondre à plusieurs molécules différentes appelées
« isomères ».
C2H6O peut être l’éthanol mais aussi le diéthyloxyde.
Chapitre n°3 : matières colorées
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La formule développée montre toutes les liaisons dans la molécule. Elle est très précise mais très lourde à
utiliser.
H H
H
H
H – C – C – O – H
H
H
H – C – O – C – H
H
H
La formule semi-développée montre la structure de la molécule mais cache les liaisons entre carbone et
hydrogène C – H qui sont toujours des liaisons simples. C’est, avec la formule topologique, la
représentation la plus utilisée.
CH3 – CH2 – OH
CH3 – O – CH3
La formule topologique montre le squelette carboné de la molécule mais ni les symboles des atomes de
carbone, ni les atomes d’hydrogène, ni les liaisons C – H. Cette représentation est à la fois simple et
précise mais demande un peu d’entrainement.
O
OH
V-
Structure moléculaire et couleur
La capacité d’une molécule à absorber ou pas des radiations lumineuses dépend de la structure de son
squelette carboné et des groupes qui lui sont liés.
La présence de doubles liaisons en positions conjuguées en grand nombre favorise l’absorption de lumière.
On parle de doubles liaisons en positions conjuguées quand les doubles liaisons alternent avec des simples
liaisons entre atomes de carbone (voir exemples données dans le libre page 69).
Les enchaînements qui alternent liaisons simples et doubles sont appelés groupes « chromophores ».
La présence de certains groupes liés aux groupes chromophores peut déplacer l’absorption vers de plus
grandes longueurs d’onde :
– NH2
– OH
– O – CH3
– Br
Ces groupes sont dits « auxochromes ».
VI - Les indicateurs colorés
Un indicateur coloré est une espèce chimique qui change de couleur selon les propriétés du milieu dans
lequel il se trouve. Ce changement de couleur résulte d’une modification de sa structure (transformation
chimique).
Les indicateurs colorés qui nous intéressent le plus en Chimie sont ceux qui changent de couleur en fonction
du pH du milieu. Ainsi, le BBT, la phénolphtaléine ou l’hélianthine vues en TP sont des indicateurs de pH.
Le papier pH est un mélange d’indicateurs qui change graduellement de couleur en fonction du pH.
Chapitre n°3 : matières colorées
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