Avez-vous déjà mis de l'encre dans de l'eau chaude ?

Avez-vous déjà mis l'encre de votre stylo-plume dans de l'eau chaude ? Vous devriez car le résultat risque de vous étonner. 🙂 Petit article sur cette expérience surprenante !

Mettons un peu de contexte : j'étais tranquillement en train de regarder la dernière vidéo de David Louapre et il a voulu illustrer la notion de dispersion à l'aide d'une goutte d'encre bleue d'une cartouche dans un verre d'eau chaude.

Et voilà le résultat que David Louapre obtient à la fin... auriez-vous prédit cela ?

Je suis à peu près sûr que vous vous attendiez plutôt à un résultat de ce type : une solution uniformément bleue.

Et non, la chimie est partout pour tout compliquer et rendre la vie plus excitante. 😊 (ici, j’ai triché un peu, et je vais vous expliquer comment)

Pour comprendre comment ça marche, qui de mieux que Jamy Gourmaud, qui s'est mis à YouTube depuis le confinement !

Pour ce qui nous intéresse ici, l'encre bleue doit sa couleur au bleu d'aniline.

Le bleu d’aniline contenu dans la cartouche :

• absorbe beaucoup la lumière rouge et verte 🔴🟢👎
• laisse passer énormément de lumière bleue 🔵👍

Conséquence pour nos yeux : on reçoit surtout de la lumière bleue. En présence de lumière blanche, l’encre du stylo plume est bleue.

Le bleu d'aniline est en fait un mélange qui regroupe plusieurs types de colorants, dont le bleu de méthyle (Acid Blue 93) représenté ci-dessous. Je cite celui-ci car c'est l'un de ceux qui a le plus de traces dans la littérature, comme cet article.

Le bleu d'aniline fait partie de la grande famille des colorants "triphénylméthyl" car la structure de base est un atome de carbone central entouré de trois cycles benzéniques.

Je vous présente un autre membre de la famille, le violet de méthyle (ou crystal violet) :

Remarquez que ce carbone central semble ne pas avoir ses 4 liaisons habituelles. En effet, il porte une charge positive, donc il n'a que 3 électrons à offrir. On appelle ça "carbocation" et il est stabilisé par les cycles aromatiques autour.

Charge : ➕🔵⚪🔴➖

Et ce type de structure, c'est un immense terrain de jeu pour les électrons. Si vous avez vu au lycée le concept de liaisons conjuguées, on est en plein dedans : les électrons peuvent se délocaliser sur les trois cycles, permettant l'absorption de photon dans le visible.

Et comment fonctionne un effaceur ? Celui-ci contient, comme le dit Jamy, du bisulfite de sodium. C'est ce qu'on appelle un réducteur : il va donner des électrons au colorant, ce qui va modifier sa structure et réduire le terrain de jeu des électrons.

Ici, j’ai utilisé comme réducteur du dithionite de sodium pour décolorer l'encre très rapidement (voir la vidéo). Heureusement, car on veut pouvoir corriger une faute rapidement.

Mais ce qui va nous intéresser, c’est ce qui se passe si je rajoute une base à mon encre. Il faut que le pH soit relativement haut, donc j’ai utilisé de l’hydroxyde de potassium : mon encre bleue passe au rouge pâle (voir la vidéo).

Et c’est pas la fin : si on patiente, on voit que le rouge devient de plus en plus pâle, et même totalement incolore (voir la vidéo).

Qu’a-t-il bien pu se passer ? 🤔

Dans une solution aqueuse basique, on a plein d'ions hydroxyde HO⁻. Ce sont un ion négatif avec un carbocation positif : les deux charges opposées s'attirent et une liaison se forme. Et ça coupe la délocalisation des électrons entre les cycles : perte de la couleur.

Et pour faire revenir la couleur ? Il suffit de rajouter un acide : les ions H⁺ de l’acide vont retirer le groupement -OH en formant de l’eau, et le carbocation colorée est régénérée (voir la vidéo).

Vous pouvez utiliser un acide solide comme de l’acide citrique, ça vous donnera des jolis effets lorsque l’encre réapparaîtra (voir la vidéo). 😃

Mais quel rapport avec l’eau chaude et les ions HO⁻ ? Et bien... je n'ai pas trouvé de bibliographie définitive dessus, j’ai que des hypothèses :

• départ du CO₂ dissous, qui est acide
• chauffer augmente la dissociation de l’eau et la cinétique de l’attaque du colorant.

Si vous avez d'autres pistes, je suis preneur. Je continue mon enquête de mon côté. Mais si vous voulez révéler les secrets effacés, vous savez comment faire : sortir les acides !



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