Chromatographie à supprimer

Auteur avatarEmma soares | Dernière modification 31/03/2020 par Alexis H

Étape 1 - Préparer le matérial

Étape 2 - Préparation du liquide

 Dans le récipient, verser un fond d'eau et de vinaigre (moitié/moitié).

Étape 3 - C'est l'heure du découpage

Couper une bande de papier filtre, assez longue pour tremper dans l'eau vinaigrée du récipient

Étape 4 - Mettre de la couleur

 Avec un feutre ou un autre liquide coloré, faire un point en bas de la bande. Attention, il faut laisser un espace en dessous!

Étape 5 - le papier s'accroche à sa bouée

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.

Étape 6 - Le papier plongue dans sa piscine

Poser le crayon sur le récipient en faisant tremper le bout de la bande.

Comment ça marche ?

Observations : 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

La bande de papier filtre absorbe l'eau vinaigrée qui monte alors le long de la bande par capillarité. 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.

Plus d'explications

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.

Applications : dans la vie de tous les jours

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.


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Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

-       Comprendre les mécanismes de la chromatographie, et son lien avec la capillarité

-      Comprendre que les colorants n’ont pas tous la même composition et les mêmes propriétés physiques et chimiques

-      Démontrer que même une fois mélangées, il est possible de séparer et de reconnaître la plupart des substances

Pistes pour animer l'expérience

L’animation peut consister en un défi : on demande aux participants de tenter de séparer les différentes couleurs du feutre ou du liquide coloré de départ. On peut proposer un panel de matériel à disposition dans un premier temps, puis après avoir analysé les résultats des premiers tests en groupe, et testé les expériences qui apportent des éléments intéressants (par exemple constater que le feutre se mélange à un solvant), proposer uniquement le matériel décrit dans cette fiche et relancer le défi. Dans un troisième temps l’animateur peut guider le groupe en montrant un liquide montant par capillarité dans le papier filtre, ou en montrant une bande de papier filtre portant déjà une trace de colorant décomposé etc…

Sources et ressources

https://fr.wikipedia.org/wiki/Chromatographie

https://fr.wikipedia.org/wiki/Capillarit%C3%A9

Dernière modification 31/03/2020 par user:Alexis H.

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