Expériences chimiques de changement de couleur

Certains des exemples les plus intéressants d’expériences de changement de couleur de différentes substances sont :

• La réaction de Briggs-Rauscher
• Expériences avec des indicateurs de pH
• L’expérience des anneaux olympiques
• L’expérience pour créer du lait, du vin et de la bière
• L’ expérience de la bouteille bleue
• La réaction du vieux Nassau
• Expériences d’oxydo-réduction
• L’expérience des couleurs disparues
• L’expérience du thermomètre liquide

La réaction de Briggs-Rauscher

La réaction de Briggs-Rauscher est l’une des plus impressionnantes. C’est une réaction oscillante, c’est-à-dire qu’elle change de couleur après quelques minutes, de manière cyclique. Il est composé de trois solutions incolores et les changements de couleur se produisent instantanément. Dans cette réaction, l’iode est transformé en d’autres éléments. Cette expérience doit être réalisée en laboratoire, sous certaines conditions de sécurité et de précaution.

• Matériaux:
  • La solution A nécessite 0,2 M d’iodate de potassium (KIO ₃ ) et 0,08 M ​​d’acide sulfurique (H ₂ SO ₄ ).
  • La solution B est constituée de peroxyde d’hydrogène 3,6 M (H ₂ O ₂ ).
  • La solution C est composée d’acide allonique 0,15 M (CH ₂ (COOH) ₂ ) ; 0,02 M de sulfate de manganèse (MnSO ₄ ) et 3 % p/v d’amidon.
• Préparation : dans un erlenmeyer muni d’un agitateur, verser 50 ml de chaque solution selon leur ordre ABC. Il faut respecter cet ordre et les jeter rapidement. La solution sera d’abord limpide, puis ambrée, puis bleu foncé, puis à nouveau incolore. Ce cycle peut être répété plusieurs fois.

Expériences avec des indicateurs de pH

Expérimentez avec le chou violet

Avec les différents indicateurs de pH, il est possible de changer la couleur de l’eau pour la faire ressembler à du vin ou du sang. Cette expérience peut être facilement réalisée à la maison mais en prenant les précautions nécessaires car certains des éléments à utiliser sont corrosifs et toxiques.

Les indicateurs de pH sont des substances qui sont ajoutées à une solution de pH inconnu pour déterminer son degré d’acidité ou d’alcalinité. Ceci est démontré lorsque la substance en question change de couleur. Ce changement vous permet de déterminer visuellement la valeur ou la plage de pH de la solution.

Bien que les solutions de pH puissent être facilement trouvées dans n’importe quel laboratoire, il est également possible d’en trouver dans les pigments naturels de certains végétaux. Par exemple, les pigments appelés anthocyanes, qui font partie de diverses plantes, changent de couleur en fonction du pH, passant du rouge au bleu, au violet et au vert.

• Matériaux:
  • chou rouge ou violet
  • Jus de citron
  • Vinaigre
  • Alcool
  • Détergent
  • Bicarbonate de soude
  • Ammoniac
  • Eau de Javel
  • Eau
  • Sel
  • verres transparents
  • Couteau
  • cuillères
• Préparation : coupez le chou rouge et mettez-le à bouillir. Verser le jus violet obtenu dans neuf verres transparents. Dans chacun d’eux, mettez un peu de l’un des neuf ingrédients mentionnés : jus de citron, vinaigre, alcool, détergent, bicarbonate de soude, ammoniaque, sel et eau. Bien mélanger avec une cuillère. Chaque verre deviendra alors rouge, bleu ou vert. La couleur violette du chou fonctionne comme un liquide neutre pour la mesure du pH. En ajoutant chaque composé, la couleur violette deviendra rouge, s’il s’agit d’une solution acide ; en bleu s’il est neutre ; et en vert s’il s’agit d’une substance basique ou alcaline.

expérience de la bouteille bleue

Avec cette démonstration, nous pourrons transformer un liquide bleu en liquide transparent et vice versa. Cette expérience doit être réalisée en laboratoire et en faisant attention lors de la manipulation des différents éléments.

• Matériaux:
  • 1 fiole Erlenmeyer de 1 litre, avec couvercle
  • 5 g d’hydroxyde de sodium (NaOH)
  • 5g de glucose
  • Solution de bleu de méthylène à 0,1 %
  • Eau du robinet
• Préparation : Remplissez l’erlenmeyer à moitié avec de l’eau. Dissolvez-y les 5 g de soude et les 5 g de glucose. Ajouter ensuite 1 ml de la solution de bleu de méthylène. Couvrez le récipient et secouez-le pour mélanger tous les matériaux. Observez comment la solution devient bleue. En le laissant reposer, il redeviendra transparent. Lorsque vous le secouez à nouveau, il redeviendra bleu. Cette réaction peut être répétée plusieurs fois.

Expérience de Noël

Comme les expériences précédentes, cette démonstration chimique se fait avec des solutions indicatrices de pH. Comme les couleurs que nous obtiendrons seront le rouge et le vert, cette expérience peut être spéciale pour les fêtes de Noël. Il est important d’être prudent avec les matériaux et d’éviter l’inhalation ou le contact avec les yeux ou la peau.

• Matériaux:
  • Eau distillée
  • 15 grammes de glucose
  • 7,5 grammes d’hydroxyde de sodium (NaOH)
  • Indicateur de pH Indigo Carmin
  • Béchers ou autres récipients transparents
• Préparation : préparer la solution A avec 750 ml d’eau distillée et 15 grammes de glucose. Pour la solution B, mélanger 250 ml d’eau distillée avec 7,5 grammes d’hydroxyde de sodium. Chauffez la solution A jusqu’à ce qu’elle atteigne 36-37°C et ajoutez-y une petite pincée de carmin d’indigo. La solution deviendra bleue. Ensuite, versez la solution B dans la solution A. De cette façon, la couleur passera du bleu au vert. Après un certain temps, la couleur sera rouge et plus tard jaune. Pour restaurer la couleur verte, versez la solution dans un bécher vide, d’une hauteur d’environ 60 centimètres. Cela permettra à la solution d’entrer en contact avec l’oxygène et ainsi la couleur redeviendra verte, puis rouge, puis jaune, répétant à nouveau le cycle.

Expérience pour la Saint-Valentin

Comme l’expérience de la bouteille bleue, d’autres couleurs peuvent être obtenues en fonction de l’indicateur de pH utilisé. Dans ce cas, une belle couleur rose sera obtenue, idéale pour la Saint Valentin. Lorsqu’il est chauffé, la couleur rose sera intense et, lorsqu’il est refroidi, il disparaîtra.

• Matériaux:
  • indicateur de pH à la phénolphtaléine
  • ammoniac concentré
  • Eau
  • Récipient en verre
• Préparation : mélanger une goutte d’ammoniac concentré dans 500 millilitres d’eau. Ajouter quelques gouttes de phénolphtaléine. Chauffer le mélange pour obtenir la couleur rose. Après refroidissement, le mélange sera à nouveau incolore.

expérience des anneaux olympiques

Avec cette expérience, vous pouvez obtenir les couleurs typiques des anneaux olympiques : bleu, noir, rouge, jaune et vert.

• Matériaux:
  • 5 verres transparents identiques
  • 1 conteneur
  • 5 grammes de sulfate d’ammonium ferrique (NH ₄ Fe(SO ₄ ) ₂ )
  • Eau
  • Thiocyanate de potassium (KSCN) pour la couleur rouge
  • Ferrocyanure de potassium (K ₄ [Fe(CN) ₆ ]) pour la couleur bleue
  • Acide tannique (C ₇₆ H ₅₂ O ₄₆ ) pour la couleur noire
  • Acide tartrique (C ₄ H ₆ O ₆ ) pour la couleur verte
  • Bisulfite de sodium (NaHSO ₃ ) pour la couleur jaune
• Préparation : placer dans un récipient 500 ml d’eau et 5 grammes de sulfate ferrique d’ammonium. Disposez les gobelets transparents comme les anneaux olympiques. Dans chacun d’eux, dissoudre 1/2 gramme des éléments mentionnés pour obtenir chaque couleur. Ajouter un peu de la solution d’eau et de sulfate d’ammonium ferrique à chacun. Observez comment les couleurs des anneaux olympiques apparaissent.

Expérimentez avec du lait, du vin et de la bière

Cette expérience permet de transformer l’eau en substances visuellement très proches du vin, du lait et de la bière. Il est important de porter des gants et des lunettes de protection, en plus de prendre des précautions de sécurité lors de la manipulation des produits chimiques qui seront utilisés dans l’expérience, car ils peuvent provoquer des brûlures et des empoisonnements.

• Matériaux:
  • Eau distillée
  • Bicarbonate de sodium saturé avec 20% de carbonate de sodium à pH 9
  • Indicateur de pH phénolphtaléine (C ₂₀ H ₁₄ O ₄ )
  • Solution aqueuse saturée de chlorure de baryum (BaCl ₂ (H ₂ O) ₂ )
  • Cristaux de bichromate de sodium (Na ₂ Cr ₂ O ₇ )
  • Acide chlorhydrique concentré (HCl)
  • 2 verres transparents
  • 1 tasse
  • 1 chope de ceux qui buvaient de la bière
• Préparation : il est indispensable de préparer au préalable les verres, la tasse et le pichet, car l’expérience dépend, dans une large mesure, des produits qui vont y être ajoutés avant de verser « l’eau ». Remplissez les 3/4 du verre d’eau avec de l’eau distillée. Ajoutez-y 20 à 25 ml de bicarbonate de sodium saturé. Dans le verre à vin mettre quelques gouttes de phénolphtaléine. Dans le verre de lait, verser 10 ml de la solution de chlorure de baryum. Dans la chope de bière, placez une petite quantité de cristaux de dichromate de sodium. Juste avant de verser le contenu du verre d’eau, ajoutez 5 ml d’acide chlorhydrique dans la chope de bière. Enfin, placez le reste du contenu du verre d’eau dans le verre de vin, le verre de lait et la chope de bière pour transformer « l’eau » en chacune de ces boissons.

La réaction du vieux Nassau

Cette expérience est idéale pour surprendre les invités pendant Halloween. La réaction chimique qui se produit change la couleur de la solution de l’orange au noir.

• Matériaux:
  • Eau
  • amidon soluble
  • Disulfite de sodium (Na ₂ S ₂ O ₅ )
  • Chlorure de mercure(II) (HgCl ₂ )
  • Iodate de potassium (KIO ₃ )
• Préparation : pour réaliser cette expérience il faut préparer 3 solutions, que nous appellerons solution A, B et C. Pour la solution A, mélanger 4 grammes d’amidon dans un peu d’eau. Incorporer la pâte dans 500 ml d’eau bouillante et laisser refroidir le mélange à température ambiante. Ajouter ensuite 13,7 grammes de disulfite de sodium. Ajouter plus d’eau pour obtenir 1 litre de solution.
• Pour préparer la solution B, dissoudre 3 grammes de chlorure de mercure(II) dans de l’eau. Ensuite, ajoutez plus d’eau pour compléter 1 litre de solution. Pour la solution C, dissoudre 15 grammes d’iodate de potassium dans de l’eau. Ajouter plus d’eau pour compléter 1 litre de solution.
• Enfin, mélanger 50 ml de solution A avec 50 ml de solution B. Placer ce mélange dans 50 ml de solution C.
• La couleur du mélange sera orange après quelques secondes. Au bout d’un moment, le mélange prendra une couleur bleu-noir.

Expérience d’oxydo-réduction

Cette expérience est très utile pour voir comment se produisent les réactions d’oxydo-réduction et pour obtenir une solution rose.

• Matériaux:
  • 100 ml d’une solution de glucose 0,133 M (C ₆ H ₁₂ O ₆ )
  • 100 ml d’une solution 1,0 M d’hydroxyde de sodium (NaOH)
  • 1 ml d’une solution de résazurine à 0,1%
  • 1 erlenmeyer de 250 ml ou 500 ml
  • couvercle
  • Pipette
• Préparation : Pour la solution A, mélanger 2,4 g de glucose dans de l’eau distillée pour obtenir 100 ml de solution. Pour la solution B, dissoudre 4 g d’hydroxyde de sodium en le versant petit à petit et en remuant constamment dans suffisamment d’eau distillée pour obtenir 100 ml. Pour préparer la solution C, dissoudre 0,1 g de résazurine dans de l’eau distillée pour former une solution de 100 ml. Cela se traduira par une solution de couleur bleue. Ensuite, versez dans le flacon la solution A et la solution B. A ce mélange, ajoutez 8 gouttes de solution C. Bouchez le flacon et secouez-le pour mélanger tous les composants, qui auront d’abord une couleur bleutée. Laisser reposer le mélange. Dans les 10 minutes, la solution sera incolore. Le secouer à nouveau le rendra rose. Cela peut être répété plusieurs fois, laisser reposer ou agiter la solution. L’effet durera une heure, après ce temps la couleur s’estompera.

expérience des couleurs qui disparaissent

Il s’agit d’une autre expérience d’oxydation simple où les couleurs disparaîtront comme par magie. Il peut être fait à la maison avec prudence car l’eau de Javel est corrosive et peut provoquer un empoisonnement.

• Matériaux:
  • Eau
  • colorants alimentaires
  • Eau de Javel
  • Compte-gouttes
  • verre ou bocal
• Préparation : remplir un verre ou un bocal à moitié avec de l’eau. Ajouter quelques gouttes de colorant alimentaire. Agiter jusqu’à ce que la solution se colore. Ajoutez ensuite quelques gouttes d’eau de Javel jusqu’à ce que la couleur commence à disparaître. Ajouter ensuite des gouttes d’un autre colorant. Cette fois, la couleur ne s’étalera pas comme dans l’eau pure mais disparaîtra. Cela se produit parce que l’eau de javel contient de l’hypochlorite de sodium qui s’oxyde avec les molécules de couleur des colorants alimentaires et provoque une réaction où elles ne peuvent plus réfléchir la lumière.

expérience de thermomètre à liquide

Dans cette expérience, les couleurs passeront du rose au bleu en fonction de la température, tout comme un thermomètre.

• Matériaux:
  • récipient transparent
  • 3 g de chlorure de cobalt(II) hexahydraté (CoCl ₂ )
  • 500 ml d’alcool
• Préparation : mélanger les 3 g de chlorure de cobalt hexahydraté (II) et l’alcool dans un récipient. Réchauffez la solution légèrement au-dessus de la température ambiante. Ajouter de l’eau jusqu’à ce que la solution bleue refroidisse et devienne rose. Alternativement, cette solution rosâtre virera au bleu si elle est chauffée et redeviendra rose lorsqu’elle sera refroidie.

Autres expériences curieuses de changement de couleur

En plus des expériences déjà mentionnées, il y en a beaucoup d’autres pour essayer d’observer les changements de couleur. Certains d’entre eux sont:

• La transformation de l’eau en or liquide
• L’expérience de l’arc-en-ciel
• L’expérience des flammes

La transformation de l’eau en or liquide

Avec cette expérience, il est possible de transformer l’eau en un liquide doré et très similaire à l’or. Pour cela, il faut préparer deux solutions.

• Matériaux:
  • 1 gramme d’arsénite de sodium (Na ₃ AsO ₃ )
  • 5,5 ml d’acide acétique glacial
  • 10 grammes de thiosulfate de sodium
  • 100 ml d’eau
  • contenants transparents
• Préparation : Mélanger l’arsénite de sodium et l’acide acétique glacial dans un récipient avec de l’eau pour obtenir la solution A. Préparer la solution B en remuant le thiosulfate de sodium dans un autre récipient avec de l’eau. Verser une solution dans l’autre. En conséquence, une solution claire sera obtenue, qui deviendra dorée après environ 30 secondes.

expérience arc-en-ciel

Cette expérience est idéale pour observer toutes les couleurs sur une échelle de pH.

• Matériaux:
  • Un long tube de verre avec un bouchon
  • Indicateur universel (solution)
  • Chlorure d’hydrogène (HCl) 0,02 M
  • Hydroxyde de sodium 0,02 M (NaOH)
  • seringue ou pipette
• Préparation : remplir un long tube en verre avec l’indicateur de pH universel. A l’aide d’une seringue ou d’une pipette, déposer quelques gouttes de chlorure d’hydrogène 0,02 M au fond du tube et bien boucher. Ajoutez ensuite quelques gouttes d’hydroxyde de sodium 0,02 M et récapitulez. L’indicateur universel réagira avec les éléments aux extrémités du tube et affichera toute la gamme de couleurs de pH, formant un arc-en-ciel.

Une autre expérience arc-en-ciel

Il existe également une variante plus simple de cette expérience. Pour ce faire, vous pouvez utiliser le liquide qui reste après avoir fait bouillir du chou rouge ou violet.

• Matériaux:
  • paille transparente
  • jus de citron ou vinaigre
  • Bicarbonate de soude ou poudre de savon
• Préparation : remplir la paille transparente avec le jus de chou rouge. Ajouter un peu de jus de citron ou de vinaigre à une extrémité et sceller. Ajoutez ensuite du bicarbonate de soude ou de la poudre de savon à l’autre extrémité et bouchez-le. Observez comment un arc-en-ciel de couleurs se forme.

expérience de flamme

En plus des expériences chimiques sur le changement de couleur dans les solutions, des expériences intéressantes peuvent être réalisées avec des flammes, en prenant toutes les précautions nécessaires. Dans ce cas, différents éléments peuvent être identifiés, selon la couleur qui apparaît dans la flamme.

• Matériaux:
  • Un morceau de fil de nickel chrome ou un morceau de bois ou un coton-tige
  • Acide chlorhydrique ou nitrique
  • Eau distillée
  • Plus léger
  • solution saline ionique
  • des échantillons pour identifier
• Préparation : Si un morceau de fil doit être utilisé, le plonger dans de l’acide chlorhydrique ou nitrique. Rincez-le ensuite à l’eau distillée. Si vous vous approchez de la flamme et qu’il y a un petit éclat de couleur, ce n’est pas assez propre. Une fois entièrement nettoyé, il doit être immergé dans une solution ou une poudre de sel ionique ou métallique. Placez-le ensuite dans la flamme et observez la couleur qui apparaît. Le fil doit être nettoyé après chaque essai. Si un morceau de bois est utilisé, faites-le tremper dans de l’eau distillée pendant une nuit. Ensuite, rincez-le à l’eau du robinet, à l’aide de gants ou d’une pince à épiler afin qu’il ne soit pas contaminé par le sodium de la sueur de vos mains. Par la suite, prenez le morceau de bois ou le coton-tige et trempez-le dans l’échantillon à identifier. Passez-le rapidement sur la flamme et faites attention à la couleur qui se dégage. Il est important de noter que cette expérience est approximative et peut être inexacte pour certains éléments ou composés.

Guide des couleurs :

• Du carmin au magenta – ce sont des composés de lithium.
• Rouge écarlate : ce sont des composés de strontium.
• Jaune-rouge : c’est un composé de calcium.
• Jaune doré : indique la présence de fer.
• Jaune intense : ce sont des composés de sodium.
• Blanc brillant : c’est un composé de magnésium.
• Blanc verdâtre : indique la présence de zinc.
• Vert émeraude : ce sont généralement des composés de cuivre.
• Vert brillant : identifie le bore.
• Bleu intense : peut indiquer la présence de plomb, de sélénium, de bismuth, de césium ou de cuivre.
• Bleu clair : ce sont des composés d’arsenic.
• Violet pourpre : ce sont des composés de potassium.
• Du lilas au rouge violet – peut indiquer des composés de potassium, de rubidium ou de césium.

Bibliographie

• Lister, T. Expériences de chimie classique. (2002). Espagne. La synthèse.
• Fernández Braña, M. Une chimie amusante. (2016). Espagne. Éditorial Tebar Flores.
• Petrucci, R. Chimie générale. (2017). Espagne. person.