Pourquoi la matière est-elle colorée ?

INTRODUCTION

La matière est composée de petites sphères, ces petites sphères sont appelées dans le jargon scientifique "atome". Cette structure de la matière a été mise en évidence dès l'Antiquité par des philosophes Grecs.
Les atomes peuvent se lier grâce à des liaisons pour former des molécules.

Nous chercherons à travers notre étude à comprendre pourquoi la matière est-elle colorée en examinant la structure des molécules puis nous établirons un lien entre la structure moléculaire et le caractère coloré ou non coloré d'une molécule. Il faudra de plus, mettre en avant la différence entre les colorants présents dans nos aliments et les pigments issus de la nature.

C'est donc grâce à ce blog et aux articles que je publierai régulièrement, que je tâcherai de clarifier cette question qui semble fondamentale à la compréhension du monde qui nous entoure.
HISTOIRE

Depuis longtemps l'être humain à profité de la propriété colorée de la matière pour exprimer ses victoires, ses guerres et ses sentiments. Dès la préhistoire l'Homme à su extraire ces couleurs comme en témoignent les célèbres peinture rupestre présente dans les grottes préhistoriques.

L'Homme s'est retrouvé par conséquence face à un problème majeur:
Comment fabriquer de la peinture en n'employant exclusivement des substances naturelles.

Les hommes préhistorique ont tout d'abord utilisés des matières colorées minérale telles que le charbon ou l'ocre (pigments) pour peindre leurs fresques. C'est à partir de l'Antiquité que l'Homme a commencé à extraire les matières colorées des végétaux comme le carthame (teinture rose) et des animaux à l'exemple du murex (mollusque gastéropode) d'où était extrait le pourpre, teinture violette extrêmement prisé durant l'Antiquité. Ces matières provenant d'organismes vivants sont appelées matières colorées organiques.

Néanmoins, à cause d'une croissance démographique toujours plus importante, la fabrication artificielle des éléments chimiques responsable de la coloration s'est avérée nécessaire. C'est ainsi qu'au milieu du XIXème siècle, des chimistes réussirent à synthétiser des espèces qui n'étaient auparavant seulement présentes dans la nature. Doucement, la matière colorée issu de la synthèse d'espèce chimique remplace la matière colorée naturelle.

Carthame, plante d'où est extraite la teinture rose
LES PIGMENTS

Les substances extraites d'organismes vivants sont dites matières organiques ou espèces organiques. Ces espèces organiques naturelle ou synthétiques (fabriquées par l'homme) sont des substances contenant majoritairement des atomes de carbone (C) et d'hydrogène (H).

Les pigments forment une famille au sein des molécules de la matière colorée caractérisé par son insolubilité (qui ne se dissous pas) dans un solvant (comme l'eau). Les pigments sont par conséquence en suspension lorsqu'ils sont introduit dans un liquide.

Les pigments peuvent être extraits chez les minéraux ou les organismes vivants. Une fois extraits, les pigments sont présentés sous la forme d'une poudre, utilisée par les peintres qui vont ensuite les mêler à un "liant" liquide comme la gomme arabique pour façonner leurs propres peintures !

On peut retenir par exemple le Lapis Lazuli d'où est extrait des pigments de couleur bleu...

...ou la chlorophylle présente dans les plantes, et nos chewings-gums !

Pour résumer, ce qui fait donc d'un pigment, un pigment, c'est son impossibilité à se dissoudre dans un solvant, contrairement au, on le verra dans un autre article, colorant qui est soluble dans l'eau et forme un milieu homogène avec celle-ci.
LES COLORANTS

Les colorants forment la seconde et dernière famille des molécules colorés. La différence fondamentale existante entre les colorants et les pigments est la solubilité d'un colorant. Effectivement lorsqu'un colorant est introduit dans un solvant comme l'eau, le milieu devient coloré de manière homogène.

Il nous est possible d'expérimenter quotidiennement cette particularité. En effet lorsque vous introduisez de la grenadine dans de l'eau, celle-ci devient coloré car la grenadine dans sa composition, qui est loin d'être naturelle, présente un colorant alimentaire. Ce phénomène s'explique donc grâce à la solubilité du colorant. Tentez d'insérer du curcuma dans votre verre d'eau et vous observerez que la poudre de curcuma est en suspension dans l'eau car c'est un pigment.

Les colorants sont omniprésents dans notre vie de tous les jours parfois à tort. Effectivement, à cause des progrès de la science notamment en chimie, de plus en plus de colorants alimentaires voient le jour et se font une place sur le marché de l'alimentation malgré l’élévation de soupçons quant à la nocivité de certain colorants sur la santé.

On relèvera la Tartrazine E102 toxique pour l'être humain qui est interdite aux Etats-Unis et très réglementé en France...

... ou le Lycopène E160d qui appartient à la famille des caroténoïdes et qui est bénéfique pour l'organisme.

La particularité des colorant est donc fondée sur sa solubilité dans un milieu comme l'eau contrairement aux pigments.