Chapitre 4 Pigments et colorants

Chapitre 4 Pigments et colorants

La couleur dans les molécules

Les liaisons entre les atomes d'une molécule sont assurées par certains électrons de ces atomes. C'est l'interaction de la lumière ambiante avec ces électrons qui va faire apparaître à notre échelle la sensation de couleur.

D'une manière générale, on peut retenir que :

* Les molécules colorées absorbent certaines longueurs d'onde du domaine du visible. La couleur perçue sera alors la complémentaire des radiations principalement absorbées par les liaisons.

* Les molécules non colorées n'interfèrent pas avec les ondes électromagnétiques dans le domaine du visible.

* Les molécules colorées présentent une alternance régulière de liaisons simples et doubles.

On parle alors de doubles liaisons conjuguées.

doubles liaisons non conjuguées

doubles liaisons conjuguées

Comment colorer la matière ?

La longueur d'onde de la lumière absorbée par la molécule augmente avec le nombre de doubles liaisons conjuguées.

Les différentes représentations d'une molécule

Pour colorer la matière (habits, aliments, murs, ...) on utilise différents produits qui contiennent soit des pigments de couleur, soit des colorants.

Considérons la molécule d’acide 4-hydroxybutanoïque de formule brute : C H O

3

8

4

La formule éclatée ou développée de cette molécule s’écrit

La formule semi-développée ou semi-éclatée s’écrit :

Les pigments sont des particules colorées très fines (de 0,1 à 100 µm) dispersées dans un milieu où dans lequel elles ne sont pas solubles.

Dans une peinture par exemple, les pigments sont en suspension dans un liquide plus ou moins visqueux.

Les colorants sont des espèces chimiques colorées parfaitement solubles dans le milieu où elles sont introduites.

Dans un sirop, il est impossible de discerner le colorant du liquide, même en zoomant fortement.

La formule topologique est une manière de représenter très rapidement une molécule organique.

Dans une formule topologique :

une chaine carbonée est représentée par une ligne brisée.

Les atomes autres que ceux de carbone et d’hydrogène sont écrits.

Les atomes d’hydrogène fixés à un atome autre que le carbone sont écrits.

Ainsi, l’acide 4-hydroxybutanoïque a pour formule topologique :

Le choix des couleurs

Pour obtenir une couleur précise, on peut soit trouver un pigment ou un colorant ayant cette couleur, soit effectuer un mélange d'autres couleurs.

Lorsqu'on mélange des pigments ou des colorants de couleurs différentes on effectue une synthèse soustractive

Pour aller plus loin :

Dans une molécule, les groupements d'atomes qui permettent l'absorption de longueur d'onde dans le domaine du visible ou de l'UV sont appelés groupes chromophores.

Exemples : - C = C - C = C - ; - C = N - ; - N = N - ; etc...

Certains groupements d'atomes appelés groupes auxochromes modifient la longueur d'onde d'absorption du chromophore auquel ils sont couplés.

Exemples : - NH2 ; - OH ; - O - CH3 ; - Br ; etc...