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WikiSysop — Wed, 25 Apr 2018 18:37:29 GMT

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WikiSysop : /* Problème de nomenclature */

WikiSysop — Sat, 02 May 2015 10:18:45 GMT

‎Problème de nomenclature

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{{Article en travaux}}
Tout le monde, lors de sa scolarité, a utilisé un stylo-plume et son encre bleue effaçable, même si aujourd'hui on utilise de plus en plus des stylos à bille ou des encres d'autres couleurs.

Ici, nous traiterons des propriétés de l'encre bleue effaçable classique et verrons comment fonctionnent les effaceurs d'encre.

Les apprentis-chimistes sauront alors comment recharger les effaceurs en fin de vie, avec les produits adaptés !

=Disparition de l'encre bleue=

==Matériel==
* Une cartouche d'encre bleue effaçable pour stylo-plume.
* Un feutre effaceur d'encre de stylo-plume.
* Une pointe de spatule de [[disulfite de sodium]] Na2S2O5 (très peu de produit est nécessaire, et c'est primordial de pas en mettre trop).
* Quatre tubes à essai.
* Une pissette d'eau.
* Un compte-goutte ou une pipette Pasteur en plastique.

==Protocole==
* Percez la cartouche d'encre et récupérez son contenu dans un tube à essai. N'hésiter pas à laver avec un peu d'eau de la pissette la cartouche pour récupérer toute l'encre.
* Ajouter deux gouttes d'encre dans chacun des tubes restants.
* Diluez le contenu des tubes de façon que le liquide contenu dans les tubes garde une nuance bleu outremer identique. Rajoutez des gouttes d'encre si besoin.
* Ouvrez l'effaceur afin de retirer la mousse qu'il contient (utiliser des ciseaux ou un cutter). Porter des gants.
* Aspirez un peu du liquide contenu dans la mousse avec la pipette.
* Laissez le premier tube comme témoin. Dans le deuxième tube, ajouter la solution contenue dans la pipette. Dans le troisième tube, ajouter un peu de [[disulfite de sodium]].
* Observer l'évolution des réactions : la couleur bleue disparaît dans les deux derniers tubes. On peut en déduire que le liquide contenu dans l'effaceur a les mêmes propriétés que le disulfite de sodium.

=Réapparition de la couleur bleue=

==Matériel==
* Le tube contenant l'encre bleue (expérience précédente).
* Du [[disulfite de sodium]] Na2S2O5.
* De l'[[eau de Javel]] diluée (solution aqueuse d'[[hypochlorite de sodium]] NaClO {{sgh05}}{{sgh09}}).
* De l'[[eau oxygénée]] à 10 volumes (solution aqueuse de [[peroxyde d'hydrogène]] H2O2 à 0,83 mol/L).
* 2 tubes à essai.
* Une pissette d'eau.
* Un compte-goutte ou une pipette Pasteur en plastique.

==Protocole==
* Ajoutez deux gouttes d'encre dans chacun des tubes.
* Diluez le contenu des tubes de façon que le liquide contenu dans les tubes garde une nuance bleu outremer identique. Rajoutez des gouttes d'encre si besoin.
* Mettre un peu de [[disulfite de sodium]] dans chaque tube d'encre diluée. Arrêtez dès que la coloration disparaît
* Ajoutez quelques gouttes d'[[eau de Javel]] dans le premier tube.
* Ajoutez 2 mL d'[[eau oxygénée]] dans le second tube.

===Résultats===
* Vous constatez la réapparition de la coloration bleue dans les deux tubes.
* La réaction avec l'eau de Javel est rapide, mais comme le pouvoir oxydant est très grand, la coloration disparaît peu a peu.
* La réaction avec l'eau oxygénée peut être lente, selon la quantité de peroxyde et de disulfite présente.

== Problème de nomenclature ==
L'encre bleue effaçable de stylo plume contient une substance colorée portant des noms différents selon la langue, la classification et l'usage : ''Water Blue'' (anglais), ''Wasserblau'' (allemand), ''Bleu d'aniline'' (français), ''CI 42755'' (Colour Index<ref>Voir : {{Wikipedia|article=Colour_Index}}</ref>), ''Acid Blue 22'', ''RMM 738'', CAS 28631-66-5.<ref>K. Kotak, A. S. Schultel, J. Hay & J. K. Sugden, ''Dyes and Pigments'', Vol. 34, No. 2, pp. 159 167 (1997)</ref>

Il n'est pas à confondre avec le ''[[Bleu de méthyle]]'' (''Methyl Blue'', CI 42780, ''Soluble Blue'', ''Ink Blue'', ''Acid Blue 93'', ''RMM 800''), ni avec le ''[[Bleu de méthylène]]'' {{sgh07}} (''Methylen Blue'', CI 52015).

Le mélange de ''Water Blue'' et de de ''Methyl Blue'' est parfois nommé ''Aniline Blue WS'' (WS pour ''Water Soluble''), ''Soluble Blue'' et également ''Water Blue'' ! Tout ceci crée de la confusion dans la littérature, les fiches de données de sécurité et les sites Internet...

Nous l'appellerons simplement '''bleu d'aniline''' par la suite.

== Explication du phénomène ==
* Dans l'encre de la cartouche, une solution aqueuse contenant diverses autres substances, le bleu d'aniline est présent sous sa forme oxydée :
[[Image:Bleu_aniline_oxyde.gif|center|frame|Forme oxydée du bleu d'aniline.]]
* La structure de résonance de la molécule est telle qu'elle absorbe une partie de la lumière visible orange (spectre d'absorption UV-visible ci-dessous)<ref>M. Panizza, G. Cerisola, ''Journal of Hazardous Materials'', '''153''', 83–88 (2008)</ref>. La substance nous apparaître alors bleue :
[[Image:Bleu_aniline_oxyde_mesomerie.gif|center|frame|Résonance de la forme oxydée du bleu d'aniline.]]
[[Image:Bleu_aniline_spectre_UV-visible.gif|center|frame|Spectre d'absorption UV-visible du bleu d'aniline en solution aqueuse.]]
* La forme réduite de la molécule, quant-à elle, a une structure de résonance plus localisée : elle n'absorbe plus dans le spectre visible, mais dans le domaine des ultraviolets, donc est incolore pour nos yeux.
[[Image:Bleu_aniline_reduit_mesomerie.gif|center|frame|Résonance de la forme réduite du bleu d'aniline]]
* Bien qu'invisible, cette forme réduite est fluorescente : en éclairant avec une lampe à ultraviolets, et en portant des lunettes oranges, on peut voir ce qui a été effacé sur les copies.
[[Image:Bleu aniline reduit fluorescence.jpg|center|frame|Observation d'une écriture à l'encre bleue rendue invisible par un effaceur : en lumière naturelle (à gauche) ; en lumière ultraviolette (à droite), la fluorescence permet de distinguer l'écriture.]]

* Le couple red-ox mis en jeu est C32H25N3Na2O9S3 / C32H27N3Na2O9S3
: La demi-équation du couple est :
::C32H25N3Na2O9S3 + 2 H+ + 2 e– ⇄ C32H27N3Na2O9S3
* Les réactions qui se produisent sont :
** Lors de l'ajout du disulfite à la solution diluée d'encre bleue, le disulfite de sodium se transforme en [[hydrogénosulfite de sodium]] :
::Na2S2O5 + H2O → 2 NaHSO3
::L'ion hydrogénosulfite peut alors réduire le bleu d'aniline :
::C32H25N3Na2O9S3 + HSO3– + H2O → C32H27N3Na2O9S3 + HSO4–
** Lors de l'ajout de l'hypochlorite à l'encre réduite :
:::C32H27N3Na2O9S3 + ClO– → C32H25N3Na2O9S3 + Cl– + H2O
** Lors de l'ajout du peroxyde d'hydrogène à l'encre réduite :
:::C32H27N3Na2O9S3 + H2O2 → C32H25N3Na2O9S3 + 2 H2O

==Autres phénomènes intéressants==
* L'ajout d'une base concentrée ([[hydroxyde de sodium]] notamment) fait passer la couleur bleue à rouge, puis incolore.
* L'ajout d'un acide à la solution encre-base fait revenir la couleur bleue.
* L'ajout d'un acide à une solution réduite d'encre fait revenir la couleur bleue.
:
Je penche pour une réaction d'oxydoréduction entre l'encre et les couples H+ / H2 et O2 / HO-. Mais comme la composition de l'encre est soumise au secret industriel, je ne peux ni expliquer la coloration rouge, ni confirmer mes soupçons.

Si des personnes savent comment expliquer ces phénomènes, merci d'avance pour leur contribution !

==Remarque==
* L'effaceur d'encre du commerce contient du [[disulfite de sodium]], parfois du [[thiosulfate de sodium]] {{sgh07}}.
* Le bleu d'aniline WS est un mélange de [[bleu de méthylène]] et de bleu d'aniline, il ne faut donc confondre ses deux molécules.
* Les autres encres effaçables fonctionnent sur le même principe : une molécule dont la forme oxydée est colorée et la forme réduite incolore. La [[phénolphtaléine]] peut être par exemple utilisée dans la fabrication d'encre rose.

{{Refs}}

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