Chapitre 3 : exercices

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1 Chapitre 3 : exercices Exercice 1 : Synthèses additive et soustractive 1 / Quelle couleur obtient-on quand on superpose les lumières colorées rouge et bleue? On obtient une lumière magenta. 2 / La coquelourde est une fleur aux pétales magenta. Une photographie est représentée sur l écran d un téléphone portable. Quelle(s) petite(s) sources de lumière colorée est allumée sur un pixel appartenant à un pétale? Les pixels rouge et bleue 3 / Quelle est la couleur d un faisceau lumineux après avoir traversé successivement un filtre jaune et un filtre magenta? Le filtre jaune laisse passer le vert et le rouge Le filtre magenta laisse passer le rouge et bleu Au final on a que de la lumière rouge. 4 / Quelle est la couleur d un mélange de peinture de gouache cyan et d une gouache jaune? On obtient une peinture verte. 5 / La coquelourde est une fleur aux pétales magenta. La photographie de celle-ci est sur une feuille papier. Quelle(s) cartouche(s) d encre utilise-t-on pour représenter un pétale? La cartouche magenta. Exercice 2 : Chromatographie Sur la plaque de chromatographie représentée ci-dessous, on a déposé un échantillon (E) et trois colorant de références (A,B et C). Après élution par le solvant, que peut-on affirmer pour l échantillon (E)? L échantillon (E) est composé de deux colorants il n est pas pur. Il est composé des colorants A et C. Exercice 3 : Pigments et colorants 1

2 1 / Quelle est la différence entre un pigment et un colorant? Le colorant est soluble dans le milieu qu il colore alors que le pigment ne l est pas. 2 / Dans une peinture, un pigment est : o En solution dans le liant de la peinture o En suspension dans le liant de la peinture o Dispersé dans le liant de la peinture 3 / Quelles sont les couleurs primaires de la peinture? Le jaune, le cyan et le magenta. Exercice 4 : Pigments et colorants Document 1 : les ocres, une belle palette de couleurs La goethite, de couleur jaune, est de l oxyde de fer hydraté (). L hématite, de couleur rouge, est de l oxyde ferrique ( ). La déshydratation de la goethite par chauffage conduit à l hématite. La température de chauffage de la goethite doit atteindre 950 C pour la transformation complète en hématite, mais à des températures inférieures, la transformation partielle conduit à une gamme de couleurs s étendant de l orangé au rouge sombre. Les ocres ont l avantage d offrir des couleurs à la fois chaudes et délicates ; elles possèdent une bonne résistance à la lumière et à l humidité, et donc aussi une excellente tenue dans le temps. D après La chimie crée sa couleur sur la palette du peintre. Bernard VALEUR 2

3 Document 2 : le curcuma Le "curcuma" est une plante herbacée vivace, à rhizome*, originaire du sud de l'asie. Il est principalement cultivé en Inde et est connu en Occident depuis l'antiquité. Le rhizome est bouilli, débarrassé de sa peau, séché au soleil, puis réduit en une poudre jaune- orangée dénommée curcumine. La curcumine entre dans la composition d autres épices, notamment le curry. Elle est aussi utilisée comme teinture jaune-orangé. *rhizome : tige souterraine vivace, généralement à peu près horizontale, émettant chaque année des racines et des tiges aériennes. Au laboratoire, Paul, élève de première L, a pris de la poudre de curry et a extrait la curcumine qui lui donne sa couleur jaune. Comme la curcumine est insoluble dans l eau, il l a extraite en agitant de la poudre de curry dans l éthanol puis il a filtré ; la solution qu il a obtenue est translucide, de couleur orange (tube témoin). Paul a réalisé, sur la solution obtenue, les expériences dont les résultats sont donnés ci-dessous : 3

4 Document 3 : le cercle chromatique Question 1 : Paul réalise au laboratoire l expérience 1 ci-dessous : D après cette expérience, indiquer si l ocre est un pigment ou un colorant. Expliquer L ocre est un pigment il reste en suspension dans l eau. De plus il y a des particules il n est pas soluble dans celle-ci. Question 2 : Paul réalise au laboratoire l expérience 2 ci-dessous : 4

5 A / A l aide des documents, expliquer de quoi sont constituées les gouttelettes visibles sur les parois du tube à essais. Elles sont composées d eau. «La déshydratation de la goethite par chauffage conduit à l hématite» B / Expliquer comment Paul aurait pu obtenir un ocre rouge. En chauffant davantage. Question 3 : L ocre jaune absorbe principalement une lumière colorée. Parmi les quatre lumières colorées citées ci-dessous, préciser celle qui est principalement absorbée. Recopier la réponse correcte sur votre copie. rouge verte bleue jaune. Question 4 : En Inde, les teinturiers sur coton teignent avec du curcuma dans une solution basique de carbonate de sodium et nuancent ensuite dans un bain au jus de citron (milieu acide). Expliquer cette méthode. Les teinturiers jouent sur le ph de la solution pour modifier la couleur du curcuma. Question 5 : À travers les réponses précédentes et les documents, citer quatre facteurs permettant de modifier la couleur d une matière colorante. Le ph du milieu La lumière La température Humidité Exercice 5 : Synthèses additive et soustractive 5

6 Bertrand doit emmener son fils Martin, 3 ans, à la crèche. Il lui demande de choisir et de mettre ses vêtements seul. Martin revient avec une chaussette rouge et une chaussette jaune. Il ne comprend pas la remarque quand son père lui dit que ses chaussettes ne vont pas ensemble. Le soir, Bertrand relate cet épisode à sa femme, qui le rassure en lui expliquant qu elle reconnaît chez son fils le défaut visuel dont son propre père était atteint. Document 1a : synthèses des couleurs Les pigments et les colorants sont des espèces chimiques qui donnent à la matière sa couleur. Ils nous donnent ainsi des sensations colorées en stimulant de façon contrôlée les photorécepteurs de la rétine. Ces sensations colorées peuvent s expliquer par deux types de synthèse trichromatique : la synthèse additive et la synthèse soustractive. Document 1b : spectre de la lumière visible par l homme On appelle spectre de la lumière blanche, l'ensemble des radiations lumineuses dont les longueurs d'onde correspondent au domaine visible par l œil humain. Le spectre de la lumière blanche peut être découpé en trois bandes correspondant à des radiations bleues, vertes et rouges. Ce découpage se trouve à la fois justifié par la théorie trichromatique de la couleur et les études sur la rétine. 6

7 Document 2 : sensibilité des cônes aux différentes longueurs d onde du spectre visible. Parmi les photorécepteurs de la rétine, on distingue trois catégories de cônes qui ne diffèrent que par les pigments visuels (les opsines S, M ou L) qu ils renferment. Leur sensibilité aux différentes longueurs d onde du spectre visible a été testée : elle est représentée par le graphe ci-contre. d après «Anatomie et physiologie humaine», Marieb Document 3 : localisation des gènes permettant la synthèse des opsines Chez l homme, les gènes codant pour la synthèse des pigments visuels (opsines) L et M se situent l un à la suite de l autre sur le chromosome X. Le gène codant pour la synthèse du pigment S se trouve sur le chromosome 7. Seul un gène fonctionnel permet la synthèse du pigment correspondant. 7

8 Expliquer pourquoi, comme son grand-père, Martin ne fait pas la différence entre ses chaussettes rouges et jaunes. Document 1 : - nature de la lumière blanche, nature de la couleur complémentaire. - En synthèse additive, le jaune est une superposition de lumières rouge et verte. Si le rouge est perçu mais confondu avec le jaune, c est que le vert n est pas perçu. Document 2 : - il existe trois catégories de cônes sensibles aux trois couleurs primaires ; les pigments sensibles à la couleur sont les opsines, - la capacité à visualiser le vert dépend des cônes à opsine M Mise en relation avec document 1 : - opsine M déficiente chez Martin. Document 3 : - les opsines sont codées par des gènes. Un gène non fonctionnel conduit à une opsine déficiente, - la déficience de l opsine M est liée au chromosome X. Connaissances - la couleur de l objet vue par l oeil est complémentaire de la couleur qui correspond à la longueur d onde absorbée par l objet, - les cônes sont les photorécepteurs rétiniens sensibles aux couleurs, - les chromosomes sexuels sont différents selon le sexe : XY chez les hommes et XX chez les femmes ; chaque parent transmet un seul de ses chromosomes sexuels à son enfant. Le grand- père possédait donc un gène M déficient sur son chromosome X ; il l a transmis à Anne qui l a transmis à Martin ; 8