Chromatographie

De Wikidebrouillard.

Modèle:Vidéo

Sommaire

1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
- 3.1 La manipulation
- 3.2 Que voit-on ?
4 Explications
- 4.1 De manière simple
- 4.2 Allons plus loin dans l'explication
5 Liens avec d'autres expériences
- 5.1 Expériences sur le Wikidébrouillard
6 Applications : liens avec le quotidien
7 Catégories

Présentation de l'expérience

Comment révéler les différents colorants d'un liquide ?

Comment séparer différents colorants afin de voir de quoi est composé un liquide coloré ?

Matériel

Des feutres ou un liquide coloré
Une paire de ciseaux
Du papier filtre (filtre à café par exemple)
Une petite barre ou un crayon
Du scotch
De l'eau
Du vinaigre blanc
Un récipient

L'expérience

La manipulation

Dans le récipient, verser un fond d'eau et de vinaigre (moitié/moitié).
Couper une bande de papier filtre, assez longue pour tremper dans l'eau vinaigrée du récipient.
Avec un feutre ou un autre liquide coloré, faire un point en bas de la bande. Attention, il faut laisser un espace en dessous!
Ensuite, avec du scotch, fixer la bande sur un crayon, de telle façon que le point coloré soit à l'opposé du crayon et que, lorsque l'on pose le crayon sur les bords du récipient, la bande trempe dans l'eau vinaigrée seulement en dessous du point coloré.
Poser le crayon sur le récipient en faisant tremper le bout de la bande.

Que voit-on ?

Lorsque le bout de la bande trempe dans l'eau vinaigrée, on voit monter doucement une traînée de couleurs depuis le point coloré.

Au fur et à mesure que cela monte, de plus en plus lentement, on distingue nettement différentes couleurs, ce sont les multiples colorants présents dans le liquide initial.

Explications

De manière simple

La bande de papier filtre absorbe l'eau vinaigrée qui monte alors le long de la bande. Lorsque l'eau vinaigrée atteint le point coloré, elle l'entraîne avec elle.

Chaque colorant réagit alors différemment selon le type de papier filtre et selon le solvant utilisé (ici le vinaigre). Certains colorants vont moins vite ou montent moins haut, ce qui fait qu'ils se séparent et qu'on peut les distinguer nettement au bout de quelques instants.

Allons plus loin dans l'explication

On peut distinguer deux phénomènes différents. Le premier est la montée de l'eau vinaigrée qui entraîne les colorants, le second est la séparation des colorants pendant cette montée.

Normalement, la gravité terrestre devrait empêcher l'eau vinaigrée de monter le long de la bande et l'eau vinaigrée devrait plutôt avoir tendance à descendre. Cependant il existe le phénomène de capillarité. Ce phénomène physique entre en jeu dès qu'un liquide et une surface se rencontrent. Les molécules du liquide sont plus ou moins fortement attirées selon le liquide et selon la surface en question. Dans un tube en verre, on peut voir que l'eau monte légèrement plus haut sur les bords, la surface du tube attire l'eau par capillarité. Si le tube en verre est assez fin, il fera monter de l'eau jusqu'à ce que la gravité compense cette attraction par capillarité. Ici, le papier filtre attire l'eau vinaigrée par ce même phénomène et la fait monter. En montant, l'eau vinaigrée entraîne le point coloré avec elle.

Le deuxième phénomène est celui qui décompose le liquide coloré en différents colorants. Pourquoi les colorants se séparent-ils lors de leur montée? C'est tout simplement parce que tous les colorants n'ont pas la même composition, et que par conséquent ils ne réagissent pas de la même manière. Ainsi les colorants monteront à une vitesse et à une hauteur qui dépendront non seulement de leur réaction avec le papier, mais aussi de leur solubilité dans l'eau vinaigrée. Voilà pourquoi ils se séparent.

Liens avec d'autres expériences

Expériences sur le Wikidébrouillard

Expériences sur la capillarité :

Expériences sur le mélange et la séparation des couleurs :

Applications : liens avec le quotidien

La chromatographie est une technique utilisée pour séparer certains composants (et pas seulement des colorants !) d'un liquide ou d'un gaz en le faisant migrer sur un support solide à l'aide d'un produit appelé éluant (eau, éthanol...).

Il existe de nombreuses techniques de chromatographie, et leurs applications sont multiples en chimie analytique, en médecine, dans l'industrie ou encore la police scientifique. On peut utiliser ce procédé pour connaître la composition d'un produit inconnu, ou pour rechercher la présence et mesurer la quantité d'une substance dissoute dans une autre. La chromatographie permet par exemple de déterminer la quantité de caféine contenue dans un médicament, de savoir quels acides aminés sont présents dans un aliment, de rechercher des traces d'hydrocarbures dans l'eau d'une zone de baignade ou de prouver si la peinture trouvée sur une scène de crime est la même que celle de la voiture d'un suspect.