Principe du changement de couleur grâce à une réaction d’oxydo-réduction
Pour comprendre le principe du changement de couleur nous avons synthétisé un pigment : l’indigo.
Nous n’avions pas le matériel nécessaire à l’école. Nous avons donc pris contact avec l’université de chimie de Strasbourg pour y réaliser l’expérience. Mme Aline Maisse François et ses techniciens nous ont accueillies pour réaliser cette synthèse.
L’indigo est un pigment bleu qui sert à teinter les jeans. Autrefois ce pigment était extrait de l’indigotier. De nos jours on peut synthétiser cette molécule en laboratoire comme nous l’avons fait.
Indigotier
Molécule d'indigo
Comparaison de pigments (à droite) et d’un colorant (à gauche). Le colorant se dissout dans l’eau, le pigment reste en suspension sous forme de particules solides.
L’indigo est un pigment. Cela signifie que contrairement aux colorants il n’est pas soluble dans l’eau. On ne peut donc pas tout simplement mettre en solution de l’indigo pour imprégner un tissu.
Synthèse de l’indigo
Synthèse de l’indigo
Filtration de l’indigo
Pesée de l’indigo séché
Réaction de l’indigo avec les ions dithionites et formation de l’indigo jaune.
Une fois synthétisé, nous avons traité le pigment indigo avec une solution d’ions dithionite que nous avons chauffé. L’indigo initialement bleu et insoluble dans l’eau a été réduit. Une fois réduit, il se retrouve sous forme ionique et devient donc soluble dans l’eau. Sous sa forme réduite l’indigo est jaune pâle.
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Réduction de l'indigo par les ions dithionites en milieu basique
Nous avons ensuite imbibé un tissu avec la solution jaune ainsi obtenue et laissé sécher les tissus à l’air libre. Ils sont passés du jaune pâle au bleu en l’espace de quelques secondes. En effet, sous l’effet du dioxygène de l’air, l’indigo a à nouveau été oxydé et est redevenu bleu. Nous avons scrupuleusement rincé nos tissus car ils étaient très basiques et donc irritants.
Oxydation de l'indigo par le dioxygène de l'air
De cette manière les pigments se fixent dans les fibres du tissu. Comme le pigment est insoluble dans l’eau, le lavage ne fait pas disparaître la coloration du tissu.
Evolution de la couleur d’un tissu imbibé d’indigo jaune et laissé à l’air libre
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Grâce à la synthèse de l’indigo on a montré qu’il était possible de faire changer une substance de couleur grâce à une réaction d’oxydo-réduction. C’est également ce qui se passe dans le cas de l’encre bleue des stylos à encre lorsqu'elle entre en contact avec un effaceur.