La porosité de la coquille d'oeuf

[invitedb519fe7]

Bonjour, bonjour, alors voilà, nous sommes en prépa Bio et nous tentons tant bien que mal de boucler un TIPE, une mini démarche scientifique qu'on nous impose, sur de la porosité de la coquille d'oeuf respectivement aux couleurs. Nous avons mené à bien pas mal d'expériences mais nos interprétations sont confuses voire inexistante. Nous avons un mal fou à trouver des personnes qui pourraient nous aider donc si vous preniez la peine de lire le message en entier ce serait vrmt super..

Nous expliquons de manière assez détaillée notre protocole expérimental et les problèmes que nous avons rencontrés. J'espère que cela pourra vous aider:

Certaines manipulations n'ont pu aboutir à cause d'un mauvais protocole expérimental. Nous aimerions que vous nous guidiez afin de ne pas faire d'interprétations hâtives de nos expériences qui se sont révélées quelque peu contradictoires. Avant tout propos, nous avons une question primordiale:
-Comment mettre en évidence la sélectivité de la coquille d'oeuf vis à vis des molécules constituants les pigments ou les colorants?
Pensez vous que cuit ou non la porosité de la coquille reste la meme? La taille des molécules est elle différente chez le pigments et chez le colorant? Ce paramètre joue t-il un role sur la porosité de l'oeuf? (grosse molécules "passent" moins bien que les petites?)

Nous vous faisons part de nos expériences ici:

- Pour mettre en évidence la fluidité de la coquille, nous avons eu l'idée de fixer une moitié de coquille d'un oeuf non cuit, sur un entonnoir en verre, avec un pistolet à colle, placé de façon à ce que le sommet de l'oeuf soit vers l'extérieur de l'entonnoir .
Suite à une extraction de pigments de poivron rouge ,pour observer si le phénomène de coloration de la coquille pouvait se faire à froid et uniquement en présence de pigements d'une substance naturelle, nous avons versé 35 mL de la solution pigmentée sur la coquille accessible pensant que la colle serait étanche. Néanmoins, le lendemain, nous avons observé que dans le ballon à fond plat qui soutenait l'entonnoir, la solution pigmentée s'était écoulée. Mais la coquille était quant à elle colorée en orange. Peut- on interpréter cela comme le fait que la coloration de la coquille se fait spontannément,à température ambiante ? Avez- vous une expérience plus élaborée aboutissant à des résultats similaires mais sûrs ?
De plus, il est important de souligner que lors de cette coloration l'intérieur de la coquille n'a pas été marqué. Comment est ce possible alors que nous avons observé l'apparition discrète de couleur à l'intérieur de la coquille sur certains oeufs après cuisson dans une même solution ?

- Enfin, nous avons observé lorsque nous avons fait bouillir un oeuf en présence d'une solution pigmentée d'oignons, une coloration très pâle alors que sur le côté où nous avions collé une couche d'épiderme d'oignon, la couleur était rouge vif. Peut-on interpréter cela comme le fait que les pigments ne sont pas les seuls responsables de la coloration ? Ou alors, est-ce parce que la solution était trop diluée par rapport à la forte concentration de pigments de l'épiderme ?

Une future expérience consistera a voir si la porosité de la coquille augmente en fonction de l'age de la coquille de l'oeuf car étant constituée de calcaire elle doit donc etre altérable!
Pensez vous qu'il serait interessant de mettre en place une expérience sur du calcaire (roche) si oui que nous proposez vous?

Si vous avez des expériences à nous proposer, nous vous serions reconnaissantes de nous les communiquer.
Pensez-vous que notre TIPE est basé sur trop de paramètres ? Si oui, lesquels retirer ? Ou sur lesquels devons-nous davantage nous attarder ?
En ce qui concerne les interprétations, sommes- nous dans la bonne voie ? Si non, pourriez-vous nous y aider ou bien nous donner des pistes de recherches, ou encore des gens à contacter ?


Merci encore
Cordialement,
Les club des 3 grosoeufs.
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[moco]

La coquille d'oeuf n'est pas faite de carbonate de calcium CaCO₃ pur. Elle est faite de grains de carbonate de calcium entourés d'une substance protéique servant de colle à grains de CaCO₃. S'il n'y avait pas cette colle, la coquille ne pourrait pas se maintenir telle quelle, elle serait si fragile qu'elle s'effondrerait au moindre choc.

Si j'étais à votre place, la première chose qaue je ferais serait de déterminer la proportion de CaCO₃ qu'il y a dans une coquille d'oeuf. Je prendrais une coquille, fraiche ou cuite (c'est égal), je la pèserai. Pus je mettrais cette coquille dans de l'acide chlorhydrique HCl dilué (1M ou 2 M par exemple). Il se produit une réaction qui dissout le CaCO₃ en faisant une effervescence donc un dégagement de gaz CO₂ :
CaCO₃ + 2 HCl --> CaCl₂ + H₂O + CO₂.
CaCl₂ est soluble dans l'eau. Quand l'effervescence est terminée, il reste un résidu résidu gélatineux que je récolterais avec une pince, et je le mettrais sécher quelque part, sur un tissu de papier absorbant par exemple. Puis je pèserai ce résidu qui est formé de la protéines servant de colle à grains de CaCO₃.
Le rapport du poids de ce résidu sur le poids de la coquille initiale donne le pourcentage de protéine dans la coquille. 100 moins ce pourcentage donne la proportion de CaCO₃ dans la coquille. A vue d'oeil, j'imagine que le pourcentage de CaCO₃ est de l'ordre de 90%.

Pour revenir à votre expérience, il peut se produire plusieurs phénomènes.
Si le pigment coloré est soluble dans l'eau, il peut traverser la membrane protéique de la coquille (colle qui se trouve entre les grains de CaCO₃), et se retrouver dans l'eau du fond, sans rien colorer en chemin. Mais il peut aussi ne pas traverser la membrane et réagir avec la protéine pour faire un complexe insoluble avec l'un des atomes du pont peptidique (j'espère que vous savez ce que c'est). Auquel cas la membrane se retrouve colorée, donc la coquille aussi.
Si le pigment coloré n'est pas soluble, il ne peut pas pénétrer la coquille, mais il peut se glisser entre les grains de CaCO₃, surtout si le liquide contient un acide faible HX (et il y a souvent des acides faibles dans les produits extraits des végétaux). Car les acides faibles attaquent les grains de CaCO₃ sans les détruire complètement, mais seulement en diminuant leur taille. Il se passe la réaction suivante :
HX + CaCO₃ --> Ca²⁺ + HCO₃^- + X^-.
L'attaque crée des alvéoles dans la colle protéique autour des grains devenus plus petits. Et les pigments insolubles peuvent se déposer dans ces alvéoles et colorer la coquille.
Si vous observez un changement de couleur, c'est que le colorant est un acide faible, que j'appelle HY, et que ce colorant attaque le CaCO₃ en formant un composé CaY₂ insoluble et de couleur différente à celle de HY.
Il se passe alors la réaction suivante :
CaCO₃ + 2 HY --> CaY₂ + H₂O + CO₂

[Gramon]

Pensez aussi à faire en même temps qu'une expérience un blanc.

c'est à dire l'expérience mais sans le pigment.

ça vous sera utile si vous ne savez pas exactement ce qui c'est passé.

sinon pour les colorations avec l'oignons il y a une technique de coloration des œufs de pâques qui marche comme ça.

[RuBisCO]

Bonjour, cher grosoeuf, et bienvenue sur Futurascience,
Ce message me semble un peu confus (peut-être à cause de la longueur), mais je vais essayer d'être utile.

Bonjour, bonjour, alors voilà, nous sommes en prépa Bio et nous tentons tant bien que mal de boucler un TIPE, une mini démarche scientifique qu'on nous impose, sur de la porosité de la coquille d'oeuf respectivement aux couleurs.

La porosité aux couleurs ? Quesquecé ? Vous voulez voir la porosité de la coquille d'oeuf aux substances colorantes ? Si c'est ça, la formulation est un peu maladroite.

-Comment mettre en évidence la sélectivité de la coquille d'oeuf vis à vis des molécules constituants les pigments ou les colorants?
Pensez vous que cuit ou non la porosité de la coquille reste la meme? La taille des molécules est elle différente chez le pigments et chez le colorant? Ce paramètre joue t-il un role sur la porosité de l'oeuf? (grosse molécules "passent" moins bien que les petites?)

Voilà un programme ambitieux ! Je relève une petite formulation maladroite. Pour cette expérience, faites une chromatographie d'exclusion. Cette méthode utilise des granules de gel poreux qui selon leur diamètre font passer les molécules selon leur taille. Demandez à votre professeur si vous pouvez en faire une dans son labo.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitedb519fe7]

Merci Moco vous êtes génial, vos idées sont au top!

[invitedb519fe7]

Pour Gramon: Je vous avoue que j'ai dit mal a voir comment nous pourrions faire une expérience au blanc, pourriez vous m'expliquer comment faire?

Pour Rubisco: Vous avez en effet raison, ma formulation éatit quelque peu maladroite mais vous avez très bien cerné le sujet, il s'agit bien d'étudier la porosité de la coquille d'oeuf aux substances colorantes.
Néanmoins votre idée de chromatographie est très interessante merci!

[RuBisCO]

Je pense que Gramon veut dire faire une expérience témoin : faire traverser une substance incolore ou seulement le solvant pour voir si on observe les mêmes phénomènes.
Vous pouvez faire aussi un protocole prenant en compte le temps : vérifier avec plusieurs colorants le temps de passage de la coquille (microscopiquement vous pouvez le faire, notamment avec des substances fluorescentes).
Je pense aussi à quelque chose : suite à l'idée de moco, après avoir déduit la quantité de CaCO₃ de la coquille, faites varier sa quantité : attaquez à l'acide pour en enlever, précipiter du carbonate de calcium en surface pour en rajouter.
Je déborde d'imagination : pourquoi ne pas faire ces expériences dans une phase liquide : mettre votre coquille dans un bain contenant un premier composé (comme de l'ammoniaque) et dans la coquille mettre une autre molécule (comme des ions Cu²⁺) et observer l'apparition de la coloration bleue (et déterminer où est passé le colorant).
Je sens que je vais bien m'amuser cette semaine.

[invitedb519fe7]

Mais comment pourrait on observer quoi que ce soit s'il s'agit d'un solvant incolore pour l'expérience témoin?
Vos idées sont très ingénieuses néanmoins pensez vous que l'ajout ou le retrait de calcium puisse s'inscrire dans notre problématique de TIPE?
En ce qui concerne l'idée de la précipitation bleutée en solution et des espèces fluorescentes sous le microscope, ceci m'interesse tout particulièrement! Pourriez vous me l'expliquer davantage?
Merci bcp

[RuBisCO]

Je parle bien de substances fluorescentes parce que c'est facilement détectable (sous ultraviolet et un filtre orange, nickel), ça reste longtemps (par contre, mettez des gants, la dernière fois, j'en ai mis sur mes mains et c'est resté plusieurs jours) et c'est joli (et c'est pas négligeable ) .
Concernant la précipitation bleue (ou plutôt le complexe bleu [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺), il a l'avantage de montrer où se produit le contact entre les deux phases, où est-ce que le colorant passe. Au microscope, tu peux déterminer où se passe le passage. En jouant sur les réactions et les dimensions des réactifs, tu peux voir si le passage se fait. En plus, si tu fais plusieurs observations en fonction du temps, tu peux déterminer le temps mis pour traverser la coquille.

[invitedb519fe7]

Mais alors comment rendre mes pigments fluorescents? Et quel microscope utiliser pour la précipitation bleutée, dans quel solvant monter cette expérience. Voudriez vous bien me décrire le protocole complet svp j'ai bcp de mal à le visualiser alors qu'il m'interesse tout particulièrement!

[RuBisCO]

Je n'ai jamais fait d'expérience avec des oeufs .
Les colorants, tu as pas de protocole pour les rendre fluorescent, il faut qu'ils soient fluorescents. Des substances comme la fluorescéine, les protéines de méduses (ou même un surligneur éventré à la limite ).
Pour l'expérience de la coloration bleue, tu prends un bécher, tu le remplis avec un fond de solution ammoniaquée. Tu poses ta coquille dans le bécher, la base vers le fond, puis tu la remplis de solution de sulfate de cuivre. Tu patientes, et tu regardes quand la coloration apparaît, surtout où (à l’intérieur ou à l'extérieur). Tu découpe la portion, et tu observes au microscope.
Second protocole : tu déposes une goutte d'ammoniaque sur une lame de microscope, tu déposes la coquille (intérieur en l'air), puis précautionneusement une petite goutte de sulfate de cuivre. Tu observes au petit objectif et tu observe l'apparition de la coloration bleue. Pour prendre une molécule plus grosse, tu utilises par exemple de l'empois d'amidon et du diiode (complexation bleue).

[invitedb519fe7]

D'accord d'accord super! Merci Rubisco mais dis moi l'expérience sur la coloration fluorescente et celle sur l'apparition d'une couleur bleutée me mèneraient à quelles conclusion en fait?

[RuBisCO]

Surtout, ce qu'il ne faut pas oublier, c'est que ton TP utilise une variable temporelle (c'est-à-dire une vitesse de propagation) en plus de la variable "grosseur de la molécule colorante". Donc, pour avoir tes conclusions, il faut en tenir compte.
Les expériences te permettront de comparer les vitesses de diffusion de tes colorants et la localisation des échanges sur ta coquille.

[invitedb519fe7]

Je vois bien ou vous voulez en venir mais dites moi comment les colorants pourraient ils avoir des vitesses différentes de propagation? Ceci serait lié à quoi? Je pensais, personnelemnt, qu'il s'agissait d'une meme vitesse pour tous accélérée par un facteur cinétique (température par exemple).
Pour votre expérience, j'aimerais savoir pourquoi on la monte dans une goutte d'ammoniaque? Et mon problème serait alors: si on dépose la goutte dans l'intérieur de la coquille, c'est à cet endroit que vont se localiser les échanges non? J'ai du mal à voir comment on pourrait mettre en évidence la localisation des échanges si c'est nous qui prédéfinissons l'endroit ou nous déposons la goutte de sulfate de cuivre.

Encore merci

[RuBisCO]

Je prends un exemple tout bête : une électrophorèse (pas si commun que ça finalement ). Le principe : faire migrer des composants (comme de l'ADN) sur un gel (souvent de l'agarose) en fonction de leur charge. Mais on remarque quelque chose : les fragments les plus petits, moins chargés pourtant que les gros (moins de groupements phosphates) vont plus loin (donc plus vite) que les gros. Donc on peut en conclure que la taille de la molécule n'est pas négligeable pour ce gel.
Et bien, non : théoriquement, si les concentrations sont les mêmes, les mouvements d'osmose seraient identiques des deux cotés. Mais si il y a une sélectivité sur le sens, on l'observerait. Pour faire varier la direction choisie, il faut modifier la concentration relative des deux milieux. Que l'ammoniaque soit à l’intérieur ou à l'extérieur n'a pas beaucoup d'importance.

[invitedb519fe7]

Si j'ai bien compris, l'ammoniaque permet d'instaurer un gardient protochimique entre l'extérieur et l'intérieur de la coquille c'est ca?
Mais comment etre surs qu'il s'agit d'un meme phénomène de diffusion du coté extérieur et intérieur de la coquille?

[invitedb519fe7]

Rubisco etes vous là?

[RuBisCO]

Présent !

[invitedb519fe7]

Etes vous callé en chimie? Pcq j'ai qqs questions sur mon sujet qui me turlupinent..

[RuBisCO]

Tout est relatif, je suis encore au lycée, mais j'aime bien étudier en autodidacte.
Pose toujours ces questions, je pourrais peut-être t'orienter ?

[invitedb519fe7]

Il nous faudrait à la fois trouver des pigments aux propriétés différentes pour "montrer" que la diffusion dépend des propriétés chimiques des pigments(en ce qui concerne ce point, je sais que les anthocyanes sont hydrophiles et la chlorophylles lipophile) donc les expériences proposées par Moco suivant les différentes propriétés seraient interessantes à condition de trouver un SUPPORT qui puisse me permettre de suivre la diffusion des pigments. Les microscopes du lycée n'étant bien évidemment pas adaptés..
Ensuite prouver que la grosseur des molécules colorantes influent ou pas sur cette diffusion, et enfin je ne sais trop où,grace à quelles substances et comment parler de vitesses de diffusion..
En bref, ce qui est sur et solide dans notre 2e grande partie de TIPE, c'est notre sous partie "role de l'acide". Car en effet, le calcaire de la coquille est d'autant plus attaqué qu'il y a présence d'acide comme me l'a dit Moco. On suppose donc que les substances végétales présentent plus ou moins d'acides faibles dans leur composition. Ce qui expliquerait une plus grande perméabilité de la coquille et donc une coloration plus forte de celle ci chez certaines espèces végatales. Cette expérience sera réalisée à partir d'une simple mesure PHmétrique.

Aurais tu des idées?

[RuBisCO]

Je viens de voir ton post dans le forum-prepa.org. L'idée du microtome t'a été proposé : en disposez-vous au lycée. Comme ça, vous pourrez faire des coupes de coquilles et voir les lieux de transfert.
Comme facilement révélables :
- l'amidon : révélation par l'action de l'iode en produisant une coloration bleue (vous sublimer l'iode, vous mettez votre coquille et l'amidon apparaît).
- la phénolphtaléine et toutes autres molécules sensibles au pH : expositions aux vapeurs d'ammoniac ou de chlorure d'hydrogène.
Comme protocole, pourquoi pas un petit dosage : vous mettez votre coquille dans un bêcher d'eau (comme un petit bateau), vous la remplissez de la molécule testée, puis vous regardez l'évolution de la quantité de cette molécule dans le bain en fonction du temps (en utilisant des molécules conductrices, une conductimétrie devrait suffir).

Je cherche des molécules aux propriétés intéressantes, mais la plupart des colorants sont hydrophiles (surtout les colorants alimentaires de synthèse, afin qu'ils ne se stockent pas dans les graisses).

[invitedb519fe7]

Je ne connais pas du tout le fonctionnement du microtome à vrai dire et jsutement je ne suis pas sure que de telles expériences puissent etre suivies grace à cet appareil...

[RuBisCO]

As-tu essayé ma suggestion avec la coquille sur la lame de microscope ?
Sinon, tu casse la coquille et tu observe la tranche.

[invitedb519fe7]

L'idée du dosage ac la coquille est "bateau" est pal mal mais la diffusion se fait tellement lentement que je pense qu'il faudrait laisser le conductimètre la nuit pr observer des variations..

[invitedb519fe7]

Oui et bel et bien, la lumière ne passe pas..

[RuBisCO]

Vous êtes pas obligés de le faire dans la continuité. Vous faites deux dosages sur un jour d'intervalle, et si vous faites avec des colorants à même concentration, tu peux en déduire la vitesse selon le nombre de molécules passées.

[RuBisCO]

Pour l'expérience du microscope, ce qui nous intéressent, c'est l'arrivée de la coloration. Donc tu mets l'éclairage par le dessus (un peu comme une loupe binoculaire).

[invitedb519fe7]

Ah mais oui! c'est vrmt pas bete du tout ca! Encore faut il trouver des colorants aptes a diffuser au travers de la coquille et conducteurs, ce qui j'imagine n'est pas le cas pour le pigments végétaux.. :s

[RuBisCO]

Non, mais les solutions concentrées de chlorophylles a et b sont fluorescentes (il me semble, faudrait se renseigner).
Remarque, tu n'est pas obliger d'utiliser un colorant pour tes mesures : si une molécule de même dimension passe, pourquoi pas la molécule colorante ?