Synthèse de pigments
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Objectif(s)
Un pigment est une substance qui est
généralement utilisée pour fabriquer des
peintures. Il existe des pigments à
l’état naturel, mais on peut aussi les
synthétiser au laboratoire.
Comment synthétiser un pigment ?
Comment synthétiser un pigment ?
1. Synthèse d'un pigment organique :
l'indigo
L’indigo est un pigment bleu qui existe à
l’état naturel. Pour répondre aux
besoins de l’industrie, on peut le synthétiser
en laboratoire.
a. Le bleu indigo à l'état naturel
L’indigo est un pigment que l’on extrait de
l’indigotier, un arbuste poussant dans des climats
chauds de l’Afrique, l’Asie et
l’Amérique.
Les feuilles de l’indigotier, placées en fermentation dans de l’eau, sont ensuite traitées par de la soude, puis séchées. On recueille ainsi le pigment sous forme de poudre bleue.
Les feuilles de l’indigotier, placées en fermentation dans de l’eau, sont ensuite traitées par de la soude, puis séchées. On recueille ainsi le pigment sous forme de poudre bleue.
b. Synthèse du bleu indigo
La synthèse de l’indigo est
réalisée à partir de
2-nitrobenzaldéhyde, d’acétone et de
soude (solution aqueuse d’hydroxyde de sodium
NaOH).
Cette préparation a été mise au point au 19e siècle et permet, encore de nos jours, de fabriquer l’indigo nécessaire à l’industrie de la peinture.
Mode opératoire
Dans un erlenmeyer, placer environ 2 g de 2-nitrobenzaldéhyde et ajouter 20 mL d’acétone.
Ajouter 50 mL d’eau.
Agiter pour dissoudre le solide.
Ajouter, à l’aide d’une pipette graduée 10 mL de soude de concentration 1 mol.L-1.
Il se forme un précipité d’indigo.
L’équation de la réaction s’écrit comme suit :
Verser le contenu de l’erlenmeyer dans un dispositif de filtration.
Laver plusieurs fois avec de l’eau distillée, puis avec de l’éthanol jusqu’à ce que le filtrat soit incolore.
Le lavage de l’indigo à l’éthanol permet d’éliminer les traces de 2-nitrobenzaldéhyde.
Récupérer le solide et le sécher dans une étuve à 100 °C.
Cette préparation a été mise au point au 19e siècle et permet, encore de nos jours, de fabriquer l’indigo nécessaire à l’industrie de la peinture.
Mode opératoire
Dans un erlenmeyer, placer environ 2 g de 2-nitrobenzaldéhyde et ajouter 20 mL d’acétone.
Ajouter 50 mL d’eau.
Agiter pour dissoudre le solide.
Ajouter, à l’aide d’une pipette graduée 10 mL de soude de concentration 1 mol.L-1.
Il se forme un précipité d’indigo.
L’équation de la réaction s’écrit comme suit :
Verser le contenu de l’erlenmeyer dans un dispositif de filtration.
Laver plusieurs fois avec de l’eau distillée, puis avec de l’éthanol jusqu’à ce que le filtrat soit incolore.
Le lavage de l’indigo à l’éthanol permet d’éliminer les traces de 2-nitrobenzaldéhyde.
Récupérer le solide et le sécher dans une étuve à 100 °C.
2. Synthèse d'un pigment minéral :
l'auréoline jaune
L’auréoline jaune est un pigment transparent
jaune synthétisé à partir du
19e siècle. Il est utilisé dans
les peintures aquarelles.
a. Principe de la réaction de synthèse
L’auréoline est un pigment minéral
qui contient du cobalt.
On prépare l’auréoline par addition d’une solution de chlorure de cobalt (II) acidifiée par de l’acide éthanoïque, à une solution de nitrite de potassium.
L’équation de la synthèse s’écrit :
Co2+ + 7NO2- + 3K+ + 2CH3COOH = K3[Co(NO2)6] + NO + H2O + 2CH3COO-
|
| Formule de l'auréoline |
On prépare l’auréoline par addition d’une solution de chlorure de cobalt (II) acidifiée par de l’acide éthanoïque, à une solution de nitrite de potassium.
L’équation de la synthèse s’écrit :
Co2+ + 7NO2- + 3K+ + 2CH3COOH = K3[Co(NO2)6] + NO + H2O + 2CH3COO-
b. Mode opératoire
Dans un erlenmeyer de 100 mL, dissoudre 4,0 g de nitrite
de potassium solide KNO2 dans environ
30 mL d’eau distillée. La solution est
notée S.
Dans un ballon bicol introduire 20 mL d’une solution d’acide éthanoïque à 6 mol.L-1, et 2,5 g de chlorure de cobalt (II) hexahydraté CoCl2, 6H2O. La solution est notée S’.
Verser la solution S dans le ballon contenant la solution S’. Adapter un réfrigérant à eau et placer le ballon dans un bain-marie d’eau chaude (60 - 70 °C), sous hotte pendant trente minutes.
Il se forme un solide jaune dans le ballon.
Refroidir le milieu réactionnel dans un bain d’eau et de glace.
Filtrer le mélange sous vide à l’aide d’un filtre Büchner, rincer le solide avec de l’eau
distillée froide.
Placer le solide à l’étuve.
Dans un ballon bicol introduire 20 mL d’une solution d’acide éthanoïque à 6 mol.L-1, et 2,5 g de chlorure de cobalt (II) hexahydraté CoCl2, 6H2O. La solution est notée S’.
Verser la solution S dans le ballon contenant la solution S’. Adapter un réfrigérant à eau et placer le ballon dans un bain-marie d’eau chaude (60 - 70 °C), sous hotte pendant trente minutes.
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| Montage à reflux |
Il se forme un solide jaune dans le ballon.
Refroidir le milieu réactionnel dans un bain d’eau et de glace.
Filtrer le mélange sous vide à l’aide d’un filtre Büchner, rincer le solide avec de l’eau
distillée froide.
Placer le solide à l’étuve.
L'essentiel
Un pigment est une substance solide qui peut exister à
l’état naturel ou qui peut être
synthétisée.
Pour synthétiser un pigment, il faut suivre un protocole expérimental complexe, constitué de plusieurs étapes. Un pigment peut être organique ou minéral. Les pigments minéraux contiennent des métaux (fer, cobalt, cuivre, etc…).
Pour synthétiser un pigment, il faut suivre un protocole expérimental complexe, constitué de plusieurs étapes. Un pigment peut être organique ou minéral. Les pigments minéraux contiennent des métaux (fer, cobalt, cuivre, etc…).
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