Questions aux experts
Energie, lumière, son
Une expérience de chromatographie
Nous sommes la classe de CM1B de l'école de Saint-Raphaël.
Nous voulions savoir si les couleurs de nos feutres étaient des mélanges de plusieurs couleurs.
Nous avons réalisé l'expérience suivante : nous avons taché des bandes de papier filtre avec nos feutres puis nous les avons trempées dans l'eau. Selon les marques de feutres nous n'avons pas obtenu les mêmes résultats. Avec certaines marques de feutres, le noir par exemple ne s'est pas décomposé alors qu'avec d'autres marques, le noir s'est décomposé en plusieurs couleurs.
Nous en avons conclu que certaines marques fabriquent leurs feutres avec des colorants uniques, sans aucun mélange, alors que d'autres marques mélangent parfois des colorants pour obtenir certaines couleurs. Notre conclusion est-elle juste ou avons-nous fait des erreurs ?
Vous avez fait ce que l'on appelle une analyse chromatographique. Différentes substances chimiques liquides diffusent à des vitesses différentes dans un milieu poreux comme le papier filtre lorsque leurs molécules sont de masses différentes. Ce procédé est utilisé par les industriels avec des outils adaptés. Lorsque le noir est obtenu par mélange de différents colorants qui absorbent différents domaines du spectre visibles, ces colorants apparaissent ainsi, révélant leurs couleurs, lorsqu'ils diffusent à vitesses différentes.
Lorsque les couleurs n'apparaissent pas, cela peut signifier que le noir est obtenu avec une seule molécule, mais il se pourrait aussi que plusieurs molécules de même masse moléculaire diffusent à la même vitesse.
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A vrai dire, je ne sais pas très bien comment sont fabriqués les colorants utilisés pour les feutres. Cependant, vous avez raison de mener le raisonnement suivant : si le comportement des colorants de feutre imbibant des papiers filtres dans l'eau est variable d'un fabricant à l'autre, c'est qu'ils n'utilisent pas le même mélange.
Pour aller plus loin, on peut se poser deux questions :
- si le colorant d'un feutre est un mélange, les constituants de ce mélange sont-ils nécessairement séparés par la méthode que vous avez utilisée ? Peut-être, mais il se pourrait aussi qu'ils restent intimement mélangés. Souvent, on analyse ce genre de mélange par électrophorèse, en appliquant une petite tension électrique (avec une pile de poche par exemple, cela peut suffire) entre les deux extrémités de la bande de feutre, les différents colorants peuvent éventuellement migrer sous le champ électrique, très lentement, mais à des vitesses différentes.
- Inversement, si le colorant d'un feutre est une molécule unique, est-il bien sûr que cette molécule soit stable dans l'eau ? Si elle se décompose à l'eau, elle peut donner lieu à des colorations différentes.
Il n'est donc pas facile de tirer des conclusions sur votre question ! Je recommande que la question soit adressée à un chimiste, qui pourra vous suggérer d'autres méthodes de séparation.