Par Claire Gillespie, mise à jour le 30 août 2022
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Une réaction chimique n’est pas toujours visible à l’œil nu, mais certaines produisent des changements de couleur spectaculaires qui rendent les expériences mémorables. Lorsque les réactifs se combinent, ils forment de nouveaux produits dont les structures électroniques modifiées modifient leur absorption et leur émission de lumière, entraînant un changement de teinte visible.
La phénolphtaléine est un indicateur de pH universel. Dans les milieux acides, il reste incolore, tandis que dans les solutions alcalines, il devient légèrement rose. L’hydroxyde de sodium étant une base forte, l’ajout de phénolphtaléine à une solution de NaOH produit instantanément la couleur rose caractéristique. D'autres indicateurs courants incluent le tournesol, qui passe du rouge (acide) au bleu (alcalin) et passe au violet à neutralité, et le méthylorange, qui passe du rouge au jaune à mesure que le pH augmente.
Le test d'amidon confirme la présence d'amylose. Une solution d’iode et d’iodure de potassium est brun orangé clair; lorsqu'il est appliqué à un échantillon contenant de l'amidon (comme une pomme de terre ou du pain), il forme un complexe bleu-noir profond. Ce changement de couleur est dû à la formation d'un complexe amidon-iode qui absorbe la lumière dans la région visible.
Le cuivre exposé à l’oxygène, à l’eau et au dioxyde de carbone s’oxyde en carbonate de cuivre hydraté, transformant sa teinte brun rougeâtre vif en une patine verte. Un exemple célèbre est la Statue de la Liberté :le revêtement en cuivre, rouge à l’origine, est progressivement passé au vert au cours du siècle dernier. Le même processus se produit sur les pièces de monnaie en cuivre et, lors d'une oxydation associée, le fer rouille jusqu'à devenir une rouille brun rougeâtre.
Dans l'expérience classique de la « bouteille bleue », un mélange de glucose, d'hydroxyde de sodium, de bleu de méthylène et d'eau oscille entre le bleu et l'incolore. L'agitation introduit de l'oxygène, oxydant le bleu de méthylène en sa forme bleue. Lorsque l’agitation s’arrête, l’oxygène s’échappe et le colorant revient à son état incolore. Ce cycle redox réversible est une illustration classique du contrôle cinétique.
Tous les changements de couleur n’indiquent pas une réaction chimique. Le mélange de colorants alimentaires rouges et bleus donne de l'eau violette, mais les colorants restent chimiquement distincts; le changement est simplement un mélange de couleurs, pas une nouvelle substance.
Ces repères visuels fournissent des informations intuitives sur les processus chimiques sous-jacents, permettant aux étudiants et aux chercheurs de surveiller les réactions en temps réel.