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Angoisse de séparation

Utilisez l’eau pour en savoir plus sur les marqueurs magiques de couleur noire.
À l’aide de la chromatographie, une technique qui utilise l’action capillaire pour séparer différents types d’encre à différentes vitesses, vous allez découvrir le secret des couleurs cachées dans l’encre noire.

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Outils et matériel

  • Papier absorbant, par exemple filtre à café ou serviette en papier
  • Ciseaux
  • Marqueur noir à base d’eau
  • Eau
  • Gobelet
  • Facultatif : autres marqueurs à base d’eau, marqueur noir permanent, alcool isopropylique

Montage

  1. Découpez une bande dans le filtre à café ou la serviette de papier d’environ 2 pouces (5 cm) d’épaisseur et de 6 pouces (15 cm) de longueur.
  2. Dessinez une ligne dans le sens de la largeur de la bande à l’aide du marqueur noir à base d’eau. La ligne doit être dessinée à environ 1 pouce (2,5 cm) au-dessus du bas de la bande, parallèlement au bord inférieur du papier avec un petit espace entre la ligne et les bords.
  3. Versez suffisamment d’eau dans le gobelet pour que le niveau se trouve à 4-5 pouces (10 à 13 cm) du haut du gobelet.
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À faire et à remarquer

Mettez l’extrémité de la bande de papier avec la marque noire dans le gobelet et pliez l’autre extrémité sur le rebord du gobelet pour que la bande ne tombe pas. Assurez-vous que le bas de la bande soit dans l’eau, mais pas la bande noire (voir la photo ci-dessous).

Observez l’eau s’écouler vers le haut du papier. Quand elle arrive à la ligne noire, vous verrez différentes couleurs se déplacer sur la bande de papier.

Laissez le papier dans l’eau jusqu’à ce que les couleurs atteignent le bord supérieur du gobelet. Combien de couleurs voyez-vous ?

Si vous avez d’autres marqueurs à base d’eau, essayez cette expérience avec eux. Dessinez une ligne sur un filtre à café ou une serviette en papier propre et sèche. Mettez le papier dans un peu d’eau fraîche et regardez ce qui se passe.

Que se passe-t-il?

La plupart des marqueurs non permanents utilisent des encres fabriquées avec des pigments colorés et de l’eau. Lorsque vous en utilisez un pour écrire sur un filtre à café sec, l’eau contenue dans l’encre transfère le pigment sur le papier. Quand l’encre sèche, le pigment reste sur le papier.

Ici, quand vous trempez une bande de papier marquée dans l’eau, l’eau monte dans le papier en raison d’un phénomène appelé action capillaire. Quand l’eau entre en contact avec les pigments d’encre séchés, ils se dissolvent et sont transportés avec l’eau. Les pigments de différentes couleurs sont transportés à différentes vitesses : Certains se déplacent plus loin et plus vite que d’autres. La vitesse de déplacement de chaque pigment dépend de la taille de la molécule et à quel point elle est attirée par le papier. Étant donné que l’eau transporte différents pigments à différentes vitesses, l’encre noire est séparée pour révéler les couleurs qui ont été mélangées pour la fabriquer. Cette technique est appelée chromatographie. Le nom vient des mots grecs « chroma » et « grapho » pour « décrire la couleur ». Cette technique a été développée en 1901 par le botaniste russe Mikhail Tsvet qui l’a utilisée pour séparer les pigments qui colorent les plantes.

Il existe de nombreux types de chromatographie différents. Dans tous les types, un gaz ou un liquide (comme l’eau dans votre expérience) s’écoule à travers une substance stationnaire (par exemple votre filtre à café). Puisque différents ingrédients dans un mélange sont transportés à des vitesses différentes, ils terminent leur parcours à différents endroits. En étudiant l’endroit où tous les ingrédients terminent leur parcours, les scientifiques peuvent savoir quels éléments composent le mélange.

Pourquoi le mélange de différentes couleurs fabrique-t-il du noir ? L’encre et la peinture absorbent certaines couleurs dans la lumière blanche et en reflètent d’autres. La couleur reflétée est celle que vous voyez. Par exemple, l’encre verte semble verte parce qu’elle reflète la partie verte de la lumière blanche et absorbe toutes les autres couleurs. L’encre rouge semble rouge parce qu’elle reflète la lumière rouge et absorbe toutes les autres couleurs. Quand vous mélangez de l’encre verte, rouge, bleue et jaune, chaque encre que vous ajoutez absorbe plus de lumière. Cela laisse moins de lumière à refléter dans votre œil. Étant donné que le mélange absorbe de nombreuses couleurs de la lumière et en reflète très peu, vous obtenez finalement du noir.

Pour aller plus loin

Que se passe-t-il si vous utilisez un marqueur noir permanent ? Les encres des marqueurs permanents ne se dissolvent pas dans l’eau, même si certaines peuvent se dissoudre dans l’isopropyle ou un alcool dénaturé. Essayez différentes combinaisons d’encre et de liquide et regardez ce qui se passe.

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