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C'est lorsque nous croyons savoir quelque chose qu'il faut justement réfléchir un peu plus profondément. F. Herbert

Les produits chimiques colorés

S'il y a bien une chose qui me fait sourire dans les films, c'est cette manie qu'ont les réalisateurs de mettre dans les laboratoires des fioles remplies de liquides multicolores. C'est d'ailleurs une idée largement répandue : “les chimistes font des potions rouges, vertes, bleues, avec des bulles et des nuages de fumée”… Pour en avoir le coeur net, recherchez simplement “produits chimiques” dans un moteur de recherche, pour voir apparaître des résultats hauts en couleur :

Cependant, on ne voit jamais ça en laboratoire. Les composés colorés sont très rares. Pourquoi? Et comment peut-on obtenir de belles couleurs quand même alors?

La couleur, c'est quoi?

Imagine une nouvelle couleur

Le mot couleur est en fait tout ce qu'il y a de plus relatif. Aucune personne ne voit la même couleur en regardant un objet. Normal, nos yeux sont tous différents. Qui ne s'est pas chamaillé avec quelqu'un pour savoir si tel ou tel objet est bleu ou vert?

Heureusement, on a trouvé un moyen indiscutable de faire la différence entre les couleurs : on mesure la longueur d'onde.

Petit rappel : la lumière est en fait une onde électromagnétique. Puisque c'est une onde, le champ électromagnétique “vibre” lorsque cette onde se propage. La distance entre deux points de l'espace consécutifs dans un état de vibration identique est ce qu'on appelle une longueur d'onde.

Pour faire simple, plus une onde “vibre” vite, plus la longueur d'onde est faible.

Nos yeux qui reçoivent la lumière sont sensibles à une petite partie des ondes électromagnétiques. Ce que nous appelons “couleurs” sont en fait des ondes de longueur d'onde comprises entre 400nm et 800nm (0,4 micromètres à 0,8 micromètres).

En somme, pour qu'un objet apparaisse violet, il faut que sa matière envoie une lumière de longueur d'onde correspondant au violet.

Comment un objet envoie-t-il de la couleur?

Émission

Pour émettre de la lumière, il se passe toujours la même chose : un électron perd de l'énergie. Vous savez, ces petits machins dans les atomes qu'on appelle électron, ils sont plus à leur aise à une certaine distance du noyau : on parle alors de couches électroniques.

Par un procédé ou un autre (qui ne nous intéresse pas ici), les électrons peuvent être excités, et alors passer à une couche supérieure. Cela dit, ils n'aiment pas être dans ces couches d'énergie supérieure. Comme nous, ils préfèrent rester avachis dans un bon gros fauteuil tout mou. Alors, ils redescendent dans les couches d'énergie plus faible de façon spontanée. Ainsi, ils se débarrassent en même temps de leur surplus d'énergie : c'est ce qui constitue une nouvelle onde électromagnétique, notre lumière.

Fait intéressant, la différence d'énergie entre deux niveaux est très précise et propre à chaque élément. Ainsi la quantité d'énergie émise est dite “quantifiée” et correspond à une longueur d'onde spécifique.

Vous l'aurez compris, pour qu'un objet émette de la lumière ce n'est pas compliqué. Encore faut-il qu'il émette une longueur d'onde visible, cette toute petite partie du spectre électromagnétique.

Absorption

Les objets/liquides transparents peuvent aussi absorber une petite partie du spectre visible et ne laisser passer que certaines longueurs d'ondes. Ce n'est pas alors de l'émission mais de l'absoption. Dans ce cas, il se passe exactement la même chose qu'avec un filtre.

Quelques exemples de produits colorés.

Les produits chimiques colorés sont pour la plupart des molécules avec un doublet d'électrons délocalisés : le niveau d'énergie est alors suffisamment faible pour que la “couleur” émise soit dans le visible.

Ce sont en fait des électrons qui peuvent se “balader” et sont partagés entre plusieurs atomes d'une même molécule ce qui a pour effet de la rendre plus stable.

La chlorophylle

Un exemple ci-dessous des délocalisations possibles pour la chlorophylle, cette molécule naturelle qui donne la couleur verte aux plantes.

Le bleu patente

Même chose avec le bleu patente, un colorant alimentaire.

Sources