On donne le protocole d'extraction de la curcumine, qui est utilisée comme colorant alimentaire :
- Afin d'extraire la curcumine présente dans la poudre de curcuma, on utilise l'éthanol dans lequel cette espèce est très soluble contrairement au reste de la poudre.
- On pèse une masse de curcuma à l'aide de la balance, de la coupelle et de la spatule.
- On introduit la poudre quantitativement dans un erlenmeyer en rinçant la coupelle avec un peu d'éthanol.
- On introduit de l'éthanol à l'aide d'une éprouvette graduée afin que le volume total ajouté soit bien inférieur au volume de la fiole jaugée utilisée par la suite.
- On bouche l'erlenmeyer.
- On agite le tout manuellement.
- On utilise une fiole jaugée munie d'un entonnoir et d'un papier filtre.
- On filtre le mélange puis on rince le papier filtre plusieurs fois avec de l'éthanol.
- On homogénéise le contenu et on complète jusqu'au trait de jauge.
On donne la courbe d'absorbance de la curcumine :
À quoi sert la filtration dans ce protocole ?
La filtration dans ce protocole permet de ne laisser passer que la phase liquide donc l'éthanol (et la curcumine qui s'y est solubilisée) tandis que les grains de la poudre de curcuma (la phase solide) sont arrêtés par le papier filtre qui fait office de maillage : il est suffisamment lâche pour laisser passer les molécules d'un liquide mais pas des grains solides, agglomérats de très nombreuses molécules (ce à quoi correspond une poudre).
Cela sépare donc la curcumine du reste de la poudre dans laquelle elle se trouvait initialement.
La curcumine est-elle un colorant ou un pigment dans les conditions initiale et finale (une fois le protocole terminé) ?
- Les pigments sont des substances finement divisées et insolubles dans le milieu qui les contient. Ils sont en suspension dans un liquide ou en dispersion dans un solide.
- Les colorants sont des substances qui sont solubles dans le milieu qu'ils colorent.
Dans la poudre de curcuma, la curcumine jouait donc le rôle d'un pigment puisqu'on a réussi à la solubiliser dans l'éthanol où elle joue donc le rôle de colorant.
- Dans la poudre de curcuma, la curcumine est un pigment.
- Dans l'éthanol, elle est un colorant.
Quel est le rôle de l'éthanol ?
Comme indiqué au début du protocole, la curcumine est très soluble dans l'éthanol contrairement au reste de la poudre de curcuma.
On se sert donc de l'éthanol pour extraire la curcumine présente dans la poudre de curcuma puisqu'elle a plus d'affinité avec ce liquide que le solide dans lequel elle se trouve initialement.
D'après la courbe, quelle sera la couleur d'une solution de curcumine ?
Identification du pic d'absorbance
D'après une lecture sur le graphique donné dans l'énoncé, l'absorbance est maximale pour la longueur d'onde \lambda = 430 nm. C'est donc le pic d'absorbance de la solution.
Déduction de la couleur des radiations absorbées
Pour déterminer la couleur correspondant à la longueur d'onde de 430 nm, on compare avec le spectre de la lumière visible ci-dessus.
On trouve donc un maximum d'absorption dans le violet mais proche du bleu foncé.
Déduction de la couleur de la solution de curcumine
La solution absorbe les radiations violettes. La couleur de la solution sera donc de la couleur complémentaire de celle absorbée.
On étudie le graphe de complémentarité des couleurs pour la déterminer :
D'après la courbe, la couleur de la solution devrait donc être jaune.
Que se passerait-il si la solution, au lieu d'être éclairée par de la lumière blanche, était éclairée par une lumière bleue ?
La solution est de couleur jaune. Or le jaune est composé des deux couleurs primaires que sont le rouge et le vert en synthèse additive. La solution renvoie donc ces deux couleurs contenues dans la lumière blanche mais pas la troisième couleur primaire, le bleu.
Par conséquent, la solution, jaune en lumière blanche, apparaîtra noire en lumière bleue car elle ne renverra rien et que le noir correspond à l'absence de couleur.