Encres sympathiques

[banb]

Bonjour,

Avec quelques élèves nous avons essayé de comprendre comment fonctionnent les encres invisibles. Pour certaines, les explications sont claires.
Cependant, il y a une catégorie qui font de ces encres sympathiques, des encres vraiment antipathiques!

Il s'agit d'écrire sur du papier blanc avec du jus de citron, ou du jus d'oignon (ou d'échalotte) ou avec du vinaigre ou avec du lait.
Lorsqu'on chauffe la feuille (nous l'avons fait environ 20 secondes avec un fer à repasser), l'encre devient brune.
Nous aimerions avoir une explication sur ce brunissement.

Nous avons écrit environ 20 mails et avons reçu 20 réponses différentes.
Parmi celles-ci, il y a
*une réaction de la cellulose du papier avec le jus;
*la lignine avec le fer contenu dans certains jus;
*réaction de Maillard (par exavec le lait), avec formation de mélanoïdine
*dénaturation des protéines puis ensuite réarrangement des chaines moléculaires pour obtenir des composés bruns;
*décomposition de quelques composés organiques produisant une sorte de suie;
*pyrolyse;
*décomposition partielle et carbonisation partielle de certains composés organiques;
*dans certains cas, oxydation de la vitamine C; etc.

Avec les élèves, nous avons essayé quelques tests pour voir si le papier avait une influence: nous avons versé sur du papier alu les jus de citron, d'oignon, le lait et le vinaigre; nous avons laissé secher puis plié la feuille en deux et repassé le tout avec un fer à repasser chaud pendant environ 15 à 20 secondes.
Les 4 produits ont bruni, le lait un peu moins.

Nous avons essayé avec du blanc d'oeuf pur; cela brunit. Avec un peu de chair de cabillaud: ça brunit.
Avec du sucre dissous dans de l'eau: rien (on n'a donc pas atteint le stade de caramélisation à 150 °C)

J'ai placé ces 4 liquides sur du papier puis je les ai mis dans le four à micro-ondes. Les jus de citron et d'oignon se colorent légèrement en jaune pâle. Le reste: rien.

Je suis donc perplexe. Je pense qu'à chaque liquide, il y a une explication, mais laquelle?
Qui peut m'aider? (Je ne suis pas chimiste...)
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[jgiovan]

Bonjour,

Il faudrait séparer les encres par famille chimique.

Le jus de citron, d'échalotte, le vinaigre sont des acides qui réagissent avec la cellulose. L'acide sulfurique réagit aussi et fait de jolis trous dans le papier à température ambiante. C'est pourquoi on utilise un acide faible et dilué (acétique, citrique et/ou ascorbique) qui doit être activé par la chaleur.

Le lait, le blanc d'oeuf ou le poisson sont essentiellement des sources de proteines (avec un peu de sucre dans le lait, ce qui facilite la réaction de Maillard).

Dans un certain nombre de cas il est probable que les mécanismes se superposent (aucune de tes encres n'est un composé pur, comme le lait qui contient du lactose qui est un sucre en plus de la caseine qui est une proteine).

Renseigne-toi sur la composition chimique de tes jus et tu devrais pouvoir déterminer quelles réactions interviennent. Si tu veux dissocier les mécanismes il faudrait faire les expériences avec les composés purs qui sont pour la plupart faciles à trouver dans le commerce ou en pharmacie : acide citrique, acide acétique, acide ascorbique, saccharose, lactose, caséine, albumine etc.

[banb]

Merci pour la réponse,

Pour le jus de citron, le vinaigre et le jus d'oignon, je ne suis pas certaine que la cellulose soit nécessaire, puisque nous l'avons testé sur les feuilles d'alu. Là; il n'y a pas de cellulose.
Cela ne signifie pas qu'une réaction avec ces jus et la cellulose n'existe pas. Il peut y avoir des combinaisons de plusieurs effets...

Quant aux jolis trous, ce n'est pas l'objectif des encres invisibles... Les jus utilisés ne font pas de trous. Ils colorent seulement le papier, ou le jus lui même. (Je ne suis pas certaine que ce soit le papier qui change de couleur.)

Pour faire toutes les analyses, je devrai encore patienter un peu: je fais partie d'une ASBL qui a pour vocation la promotion des sciences auprès des jeunes. On a assez bien de boulot pour le moment (expo, animations, ...) et occasionnellement... j'enseigne! je dois gagner ma croûte.
J'espérais que quelqu'un aurait la solution pour pouvoir gagner du temps.
Je projetais de faire ces analyses durant les grandes vacances, si je ne trouvais pas d'exlications avant.

[smida]

bonsoir,

je pense que le fait que quatre produit different ont donner le meme aspect apres le passage du fer a repasser implique qu il ont subit presque la meme decomposition ou reaction.

utiliser un fer a repasser CAD appliquer une pression et une temperature donc si T la temperature indiquer du fer a repasser, alors la temperature reel sous le fer a repasser sera (T+t ) car la pression se traduit en temperature et donc je pense que vous etre en train de carboniser le produit, si vous laisser le fer un peu plus de temps la couleur passera du brun au noir se que veut dire une carbonisation presque totale.

pour ce qui concerne les encres sympas ce sont des substance qui absorbe la luiere dans le domaine visible et refelecte quelque part en dehort du visible, dans le UV ou IR cest pour sela qu ils sont visible sous des lampe UV ou IR.

cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[banb]

Il y a différentes méthodes pour chauffer ces "encres", soit en passant le papier au dessus d'une flamme (mais alors le papier rique de prendre feu) soit de le placer sur une lampe de 100 W. Mes élèves ont testé les différentes méthodes, et nous avons constaté que le fer à repasse donne le même type de résultat, la couleur ne dépend que de la durée du chauffage. La pression n'a rien à voir dans ceci.

D'autre part, il y a différents types d'encres invisibles, mais les autres, j'en connais les explications. Celles qui m'intéressent, sont celles qui brunissent sous l'action de la température.
Les autres, qui changent de couleur (comme le chlorure de cobalt), j'en connais aussi le principe. Donc elles ne concernent pas la discussion.

Merci quand même pour votre intervention.