A - Que sont les pigments ?

1 - Cas général : Que sont les pigments ?

Un pigment est une espèce chimique colorée finement divisée, insoluble dans son milieu d’emploi. Il absorbe une partie du rayonnement visible incident, ce qui explique sa couleur (synthèse soustractive), mais contrairement aux colorants, il diffuse la lumière non absorbée. De plus, le pigment est la substance qui donne leurs couleurs internes aux animaux ou aux plantes. Les pigments contenus dans les tissus des animaux et les productions de ces tissus (poils, plumes ou écailles) constituent un des facteurs à l’origine des couleurs. Pour les végétaux, le principal pigment (la chlorophylle) est contenu dans les chloroplastes.

Pour prouver la capacité d'absorbtion et de transmission de la lumière par les pigments, nous avons choisis de réaliser l'expérience suivante : 

Expérience sur la synthèse soustractive des pigments :

But :

Le but de cette expérience est de prouver la capacité des pigments à absorber une partie du rayonnement visible incident, ce qui explique leur couleur (synthèse soustractive) et de diffuser la lumière non absorbée.

Matériel :

-          Boîte fermée, sauf sur un plan pour pouvoir visualiser les pigments.

 

-          Pigments (ici issus d’une mine de crayon de couleur).

 

-          Une lampe, source lumineuse.

 

-          Des filtres de couleur bleu, rouge et verte.

Démarche :

Premièrement nous avons introduit des pigments de couleur verte à l’intérieur de la boîte. Dans un second temps nous avons placés une source lumineuse face à la boîte, du côté non fermé, afin d’envoyer des rayonnements lumineux sur les pigments. Nous avons éclairés les pigments sans filtres dans un premier temps, puis ensuite, nous avons placés le filtre bleu, puis le vert, et enfin le rouge.

28-01-2013-116.jpgPigment vert éclairé d'une lumière blanche.

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Pigment vert éclairé de lumière rouge.

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Pigment vert éclairé d'une lumière bleue.

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Pigment vert éclairé d'une lumière verte.

 

Observations :

  • A la lumière blanche et verte, le pigment conserve sa couleur verte.
  • A la lumière bleu et rouge, le pigment paraît de couleur noire.

Conclusion :

Cette expérience nous a permis de démontrer qu’un pigment absorbe une partie du spectre et transmet l’autre partie par le biais de la synthèse soustractive. Lorsque nous avons éclairés d’une lumière blanche et verte, le pigment n’a rien absorbé et a transmis tous les rayonnements incidents. Lorsque nous avons éclairés en rouge et bleu, le pigment a absorbé tous les rayons lumineux et n’a rien transmis. 

2 – Les différentes origines d’un pigment.

Cette substance peut être naturelle ou artificielle, d'origine minérale ou organique.

D'origine naturelle :

  • d'un minéral (terres, ocres).
  • d'une substance organique colorée (pigment biologique), animale (os, sépia) ou végétale (chlorophylle, carotène ), présente dans les cellules d'un organisme vivant.


D'origine synthétique, utilisé dans l'industrie ou en peinture :

  • d'une source minérale comprenant des liaisons chimiques avec des métaux (sulfureplombchromecobalt mercure). La fabrication de pigments de synthèse est connue depuis l'Antiquité (bleu égyptienvermillon).
  • d'une source organique, issu de la chimie du pétrole. Leur découverte date du XIXe siècle et, constamment améliorés, ils sont les plus utilisés aujourd'hui.

3 – Choix d’un type de pigments pour nos TPE.

Néanmoins dans le cadre de nos TPE, nous centrerons notre étude bien évidement sur les pigments d'origine biologique :  

  • Un pigment biologique est une substance synthétisée par des organismes vivants. Dans l’organisme des êtres-vivants, certaines structures biologiques, telles que les chloroplastes, la vacuole, la peau, les yeux sont composées de pigments.
  • La fonction biologique d’un pigment peut-être liée sa couleur : à l’absorption de l'énergie lumineuse pour la photosynthèse (chlorophylle), à l’absorption des couleurs pour les pigments de la rétine, ou non (transport de l'oxygène par l'hémoglobine, ou l'hémocyanine, pigments biliaires dans la digestion…).
 
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