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Explication de l'expérience sur l'encre évanescente

Observation :

         Nous avons constaté des changements de couleurs et de teintes passant de bleu à incolore avec la cartouche d’encre bleue. En revanche, avec les autres cartouches de couleurs non-effaçables, cette expérience n’a pas fonctionné. Nous les qualifions donc d’encres indélébiles suite à cette expérience.

Explications :

          Pour pouvoir comprendre le principe de l’effaceur, nous allons le mettre en relation avec notre expérience afin d’en déduire les éventuelles ressemblances et différences qui peuvent subsister entre ces deux transformations chimiques, qui, à première vue semblent identiques.

          Au début de l'expérience, l'eau du robinet est légèrement basique (pH légèrement supérieur à 7). Le principe de dilution se met en place et tend à faire disparaître la couleur de l’encre. En effet, on peut qualifier l’eau comme l’espèce majoritaire et les quelques gouttes d’encre bleue comme l’espèce minoritaire de la solution. L’encre présente en très petite quantité se dissout dans l’eau, par conséquent, on ne la voit plus, d’où l’apparition du mélange incolore. De plus, l’eau est très chaude donc les molécules sont excitées, la réaction est accélérée, la décoloration de l’encre est rapide.

          En ajoutant du vinaigre, le milieu devient acide, il agit sur l'encre et entraîne le retour de sa couleur bleue d’origine. En effet, l’encre bleue effaçable est sensible à l’acidité du milieu dans lequel elle se trouve, elle n'est visible qu’en milieu acide.

          Le bicarbonate est une espèce chimique basique dont le pH est de 8.4 d'après nos recherches sur internet. Il réagit, quant à lui, avec le vinaigre, les deux produits se neutralisent d’où le dégagement gazeux qui s’effectue lors de cet ajout. Le vinaigre n'agissant plus, l’encre redevient alors incolore.

 

          Deux réactions se produisent dans cette expérience : la réaction entre l'eau et le vinaigre ainsi que la réaction entre le vinaigre (acide) et le bicarbonate de soude (basique).

          Pour finir, en mettant en relation l’expérience ainsi que le vrai principe utilisé avec l’effaceur, on constate que le côté blanc de l'effaceur contient une substance basique semblable au bicarbonate de soude qui permet de faire "disparaître" l'encre. En effet, nous avons mesuré le pH d'un effaceur et nous avons pu affirmer que c'est un produit basique puisque son pH est égal à 9. Une réaction chimique se produit lorsque l'encre entre en contact avec le bout de l'effaceur. Il n'a donc plus la même structure et ainsi il change de couleur : il absorbe désormais toutes les longueurs d’ondes du visible. Évidemment, comme nos yeux ne voient pas de couleur, nous voyons l'encre comme incolore et transparente et on dit que l'effaceur l'a effacée.

          Quant au stylo correcteur de l’effaceur, il contient une autre encre indélébile qui ne change pas selon le pH et avec laquelle il est possible d'écrire par-dessus la couche déposée par l'effaceur. De la même manière, il est possible d'écrire avec d'autres encres comme celles des stylos-billes ou celles des cartouches de couleur violette, verte, rose, cyan… des stylos plumes. Par conséquent, si une encre ne s'efface pas avec ce type d'effaceur, c'est qu'elle ne réagit pas avec les molécules qu'il contient. Il existe également d'autres produits pouvant changer la couleur. Cependant, certains sont nocifs donc invendus dans le commerce ou alors demeurent inexistants, ce sont alors des encres que nous qualifions "d'indélébiles".

A retenir :

Attention aux fausses idées ! La plupart des personnes pensent que lorsqu’on utilise l’effaceur, l’encre disparait. Or, nous avons finalement compris grâce à cette expérience que l’encre ne disparait pas, elle reste sur le papier mais devient invisible puisqu’on ne la voit plus. L'encre du stylo plume une fois effacée est toujours là, elle est juste devenue incolore ! D'ailleurs, au bout de quelques années, l'écriture réapparait, de couleur jaune pâle…

Pour aller plus loin :

    La molécule de bleu royal (cf. images 1 et 2) a comme formule brute C33H39N3+, elle possède 12 doubles liaisons conjuguées et est composée de 4 cycles. Néanmoins, elle ne contient pas de groupe fonctionnel. Cette molécule est organique, elle est composée principalement des éléments carbone et hydrogène et contient plusieurs liaisons covalentes C-H.

D'autres éléments tels que la molécule d'azote (N) sont présents dans cette molécule organique. On leur donne le nom d'hétéroatomes.

     La molécule ci-contre illustre le bleu royal en milieu acide, c'est à dire lorsque nous la voyons avec sa couleur bleue. Il nous a été impossible de trouver la structure de cette molécule en milieu basique autrement dit lorsque nous ne la voyons pas. En milieu acide, la structure du bleu royal absorbe donc les longueurs d'onde correspondant à la couleur rouge.

    L'homogénéité de notre mélange résulte d'une interaction électrique attractive entre la molécule d'eau et le bleu royal sous forme acide car le bleu royal a une structure ionique.

       Enfin, la couleur d'une espèce est contrôlée par les doubles liaisons conjuguées. Plus elles sont nombreuses, plus la molécule aura une longueur d'onde de transmission élevée et inversement. De plus, dans notre expérience nous avons pu remarquer lorsque nous ajoutons du bicarbonate de soude que la couleur bleue disparait laissant place à un liquide incolore.

      Nous en avons déduit que la molécule du bleu royal est toujours présente dans la solution mais l'espèce basique a changé la structure de sa molécule. Ainsi, puisqu'elle apparait comme invisible à l’œil humain, nous pouvons affirmer que la molécule de bleu royal en milieu basique aura beaucoup moins de doubles liaisons conjuguées que celle en milieu acide (cf. images 1 et 2). Cela lui permet d'absorber les couleurs ayant une longueur d'onde dans le domaine du visible.

Bleu royal.png

Image 1

bleu royal 3d.jpg

Image 2

Nous avons réalisé le spectre d'absorption de la solution à chaque étape de notre expérience :

 

EAU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EAU + ENCRE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EAU + ENCRE + VINAIGRE

 

 

EAU + ENCRE + VINAIGRE + BICARBONATE DE SOUDE

eau.PNG

L'eau absorbe toutes les longueurs d'onde de la même manière. La solution est incolore.

eau+encre.PNG

L'eau et l'encre absorbent toutes les longueurs d'onde. La solution est toujours incolore

eau+encre+vinaigre.PNG

Le mélange absorbe principalement les longueurs d'onde dans le rouge. La solution est bleue.

eau+encre+vinaigre+sodium.PNG

Le mélange absorbe toutes les longueurs d'onde. La solution est de nouveau incolore.

© 2019 par Maëllys BOUTE & Jeanne MILHAUD 1èreS2

Lycée Léonard de Vinci

43120 Monistrol-sur-Loire

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