Thème : Analyse spectrale Type de ressources : Piste d activités expérimentales sur l UV-visible. 1/20 Notions et contenus : Lien entre couleur perçue et longueur d onde au maximum d absorption de substances organiques ou inorganiques. Dosage par étalonnage : spectrophotométrie ; loi de Beer-Lambert. Compétences exigibles - Mettre en œuvre un protocole expérimental pour caractériser une espèce colorée - Exploiter des spectres UV-visible - Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d une espèce à l aide de courbes d étalonnage en utilisant la spectrophotométrie dans le domaine du contrôle de la qualité. Compétences préambule cycle terminal Démarche scientifique - Mettre en œuvre un raisonnement - Mobiliser ses connaissances. Approche expérimentale - Proposer un protocole et réaliser un protocole comprenant des expériences. - Analyser des mesures - Observer - Faire preuve d initiative et d autonomie Compétences sur «Extraire et exploiter» Extraire des informations - Tableaux de données - Spectres Nature de l activité : Expérimentale Résumé (en 5 lignes au plus) : - Identifier l espèce responsable de la couleur bleue d une boisson en réalisant des spectres visibles - Vérifier la présence de colorants donnés dans un bain de bouche - Analyse quantitative : teneur en cuivre d un laiton - Vérification de la pureté du safran Mots clefs : spectre visible identifier une espèce Spectroscopie UV-visible colorants alimentaires safran laiton dosage par étalonnage spectrophotométrie - Académie où a été produite la ressource : Toulouse
2/20 Sciences-Physiques Analyse spectrale Table des matières 1. Analyse qualitative d une boisson bleue... 3 1. Piste d activité... 3 2. Données... 4 1. Solution de sulfate de cuivre : complexe de l ion cuivre (II) dans l eau... 4 2. Solution de bleu de patenté V sel de sodium... 4 3. Solution du colorant alimentaire E133 bleu brillant FCF... 5 4. Solution de bleu de méthylène... 5 3. Exemple de spectres qui peuvent être réalisés... 6 2. Vérification des informations données sur l étiquette d un bain de bouche coloré... 7 1. Activité... 7 2. Données :... 7 3. Les résultats... 8 3. Détermination de la teneur en cuivre du laiton... 10 1. Proposition d activité élèves... 10 2. Documents mis à disposition... 11 3. Feuille professeur... 12 1. Obtention d une solution S X : réaction entre le laiton et l acide nitrique... 12 2. Spectre d absorption d une solution S 0 de nitrate de cuivre II... 12 3. Courbe d étalonnage et détermination de la teneur en cuivre du morceau de laiton... 13 4. Safran... 14 1. Une proposition d activité élèves... 14 1. Problématique : Les 2 safrans, A et B mis à votre disposition sont-ils de bonne qualité?... 14 2. Exemples de documents mis à disposition des élèves... 15 1. Document 1 : A propos du safran Les normes en vigueur... 15 2. Document 2 : Les molécules du safran et de la curcumine... 16 3. Document 3 : Protocole d extraction des pigments colorés contenus dans les différentes épices étudiées 16 4. Document 4 : Spectres visibles de solutions hydroalcooliques de références (crocine et curcumine)... 16 3. Les résultats obtenus... 17 1. Epices testées... 17 2. Spectre d une poudre de safran (ISPI, dit «belge», catégorie II sur l étiquette, acheté en épicerie)... 17 3. Spectre d une poudre de safran (Cepasco Gemenos - garanti pur d après l étiquette (?)... 17 4. Spectre du curcuma (poudre de «Madagascar»)... 18 5. Spectre d une poudre de curry... 18 6. Spectre d une poudre de safran à tester (A)... 19 7. Spectre d une poudre de safran à tester (B)... 19 8. Spectre d une poudre de safran à tester (C)... 19 9. L ensemble des courbes... 20 4. Sitographie... 20
3/20 Démarche expérimentale sur l UV-visible tournée vers l analyse 1. Analyse qualitative d une boisson bleue 1. Piste d activité La boisson Powerade peut être bleue, mais ce même bleu se retrouve dans plusieurs solutions de composition connue différente : Photo sans flash Photo avec flash De gauche à droite : - Solution de bleu de méthylène, indicateur oxydant/réducteur - Solution du colorant E133 à partir de colorant alimentaire Vahiné (0,05mL dans 100mL) - Solution du colorant E131 Bleu patenté V (5mg dans 2,5 L soit environ 2.10-6 mol.l -1 ) - Solution de sulfate de cuivre à 2.10-1 mol.l -1 - Boisson bleue Powerade L objectif est de déterminer l espèce responsable de la couleur bleue dans la boisson Powerade, ce qui ne peut être fait à l œil nu.
4/20 2. Données 1. Solution de sulfate de cuivre : complexe de l ion cuivre (II) dans l eau Fiche produit pur. H302 : Nocif en cas d'ingestion H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme 2. Solution de bleu de patenté V sel de sodium Fiche produit pur CAS: 20262-76-4 H315: Provoque une irritation cutanée H319: Provoque une sévère irritation des yeux H335: Peut irriter les voies respiratoires
5/20 3. Solution du colorant alimentaire E133 bleu brillant FCF Fiche produit pur: CAS:3844-45-9 H373: Risque présumé d'effets graves en cas d'expositions répétées ou prolongées 4. Solution de bleu de méthylène CAS: 61-73-4 H302: nocif en cas d'ingestion
6/20 3. Exemple de spectres qui peuvent être réalisés D après les spectres visibles de ces différentes solutions, le maximum d absorption de la boisson et de la solution de colorant alimentaire E133 sont identiques : cette boisson contient du colorant E133, responsable de la couleur.
7/20 2. Vérification des informations données sur l étiquette d un bain de bouche coloré 1. Activité Voici l étiquette figurant sur le flacon d un bain de bouche coloré (Listérine total care de couleur violet) Descriptif : Utilisé 2 fois par jour, Listerine Total Care nettoie et protège avec 6 bénéfices pour une hygiène orale totale : - Réduit la plaque dentaire, - Maintient les gencives saines, - Renforce l'émail des dents, - Prévient la formation de tartre pour aider à garder les dents naturellement blanches, - Élimine jusqu'à 99.9% des bactéries de la bouche, - Rafraichit l'haleine jusqu'à 24H. Indication : Hygiène buccale. Adulte, enfant de plus de 12 ans. Conseil d'utilisation : Utiliser quotidiennement en bain de bouche matin et soir après le brossage. A utiliser pur pendant 30 secondes puis recracher. Formulation complète : Aqua, Alcohol, Sorbitol, Aroma, Poloxamer 407, Benzoic Acid, Zinc Chloride, Eucalyptol, Methyl Salicylate, Sodium Saccharin, Thymol, Menthol, Sodium Benzoate, Sodium Fluoride, Sucralose, Benzyl Alcohol, CI 16035, CI 42090. Contient du fluorure de sodium 0,022%. 1. Etablir le protocole permettant de vérifier par spectrophotométrie la présence des deux colorants indiqués dans la composition de ce bain de bouche. 2. Le solvant utilisé sera un mélange d eau distillée et d alcool. Expliquez pourquoi à partir de la composition fournie. En déduire la solution à utiliser pour faire le «blanc» 3. Mettre en œuvre le protocole validé et conclure. 4. Quel commentaire peut-on faire sur les concentrations des colorants dans les 3 solutions utilisées? 5. A partir du spectre d absorption du bain de bouche, expliquer la couleur perçue de cette solution ; Matériel mis à disposition - Bain de bouche - Colorant E 129 rouge - Colorant E 133 bleu - Spectrophotomètre UV-visible - Cuve - Solvant prêt : 1/3 Alcool, 2/3 eau distillée - Eau distillée 2. Données : Cercle chromatique :deux couleurs diamétralement opposées sont complémentaires
16305 rouge Allura AC C 18 H 14 N 2 Na 2 O 8 S 2 CAS 25956-17-6 E 129 rouge 42090 Bleu Brillant FCF C 37 H 34 N 2 Na 2 O 9 S 3 CAS 3844-45-9 E133 bleu 8/20 Rouge allura (E129) Risques : * Risque d'allergie chez les personnes qui sont intolérantes aux salicylates (aspirine, baies, fruits). * En association avec les benzoates (E210- E215), le Rouge allura AC serait impliqué dans un grand pourcentage de cas du syndrome d'hyperactivité chez les enfants. Bleu brillant (E133) Risques : Risque d'allergie 3. Les résultats 1. Protocole expérimental - Tracer le spectre d absorption du bain de bouche - Diluer chaque colorant avec le solvant fourni - Sur le même graphe, tracer le spectre d absorption de chacun des colorants - Comparer les longueurs d onde correspondant aux maxima d absorption. - Si les maxima d absorption sont identiques, c est que le bain de bouche contient les deux colorants annoncés 2. Choix du solvant Les colorants sont solubles dans l eau et dans l éthanol. Le bain de bouche est une solution hydroalcoolique (cf. étiquette) 3. Mise en œuvre et conclusion Travail effectué avec le Spectrophotomètre UV- Visible 320 Matelco Bain de bouche utilisé : Listérine total care de couleur violette Solvant : 30% éthanol, 70% eau distillée 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 A Absorbances comparées A listérine A E129 rouge A E133 Bleu 0,4 0,2 λ en nm 0 400 500 600 700 800 900
Pour information et variantes : 9/20 Quelques colorants classés dans les colorants cosmétiques présents dans les bains de bouche vendus en grande surface Site : leflacon.free.fr : Le Flacon est un site collaboratif http://www.les-additifs-alimentaires.com/e133.php Nom INCI Nom Code Où Sécurité Fabrication 14720 Azorubine E122 - rouge Vademecum rose 15510 orange Colgate plax original 15985 Jaune Orangé S E110 Tonigencil orange 16035 rouge Allura AC E 129 -rouge Listérine violet allergie chez les Pétrochimie personnes déjà allergiques à l aspirine 17200 Rouge acide Acid Red 33" Colgate plax original Pétrochimie Colgate rose 19140 Tartrazine E102 - jaune) 42051 Bleu Patenté V (E131) Sensodyne bleu 42053 CI 42053 (vert) Listérine verte 42090 Bleu Brillant FCF E133 Colgate plax menthe douce Listérine violet 47005 Jaune de quinoléine E 104 Colgate plax menthe douce Listérine verte Irritant pour la peau Pétrochimie Les mélanges Listérine violet : rouge E 129 + bleu E 133 Listérine verte : CI 42053 vert + jaune E 104 Colgate plax original rouge : orange CI 15510 + rouge acid 33 Colgate plax menthe douce vert : bleu E 133 + jaune E 104
3. Détermination de la teneur en cuivre du laiton. 10/20 Le cuivre a des propriétés remarquables extrêmement nombreuses, il a donc été utilisé dans l habitat de tout temps. Ses 2 propriétés dominantes sont sa conductibilité électrique et thermique d'une part et sa résistance à la corrosion d'autre part. Mais à ces deux propriétés de base, il faut souvent ajouter des propriétés de résistance mécanique, d'aptitude à la mise en œuvre ou à l'usinage, que le cuivre ne possède pas ou insuffisamment. On fait alors appel aux alliages de cuivre. Les laitons et les bronzes sont connus depuis plusieurs siècles avant J.C. ("Age du bronze"), ce sont tous des alliages cuivre-zinc. Le laiton est le roi de la salle de bains, on le retrouve dans les robinets, bouche d évacuation, poignées de meuble et protection électrique. Il contient de 60 à 70% de cuivre et 30 à 40% de zinc. De couleur jaune-dorée, il vire au blanc ou vers le rouge selon que la tenue en zinc diminue. 1. Proposition d activité élèves Problématique : Comment déterminer expérimentalement la teneur en cuivre d un morceau de laiton? Contexte du sujet Afin de répondre au problème posé, un étudiant décide de mettre en œuvre un travail expérimental en deux étapes : Etape 1 : Réaction entre le cuivre contenu dans une masse donnée de laiton et d acide nitrique concentré afin d obtenir une solution d ions cuivre II (notée S X ) selon le mode opératoire donné en annexe (document 1). Etape 2 : Titrage des ions cuivre II de la solution S X Travail à effectuer 1. Analyse de l étape 1 En utilisant les documents 1, 2 et 3 ainsi que les donnée, expliquer l intérêt de l obtention de la solution S X. Quelles sont les consignes de sécurité à envisager lors de la mise en œuvre de l étape 1? 2. Elaboration d un mode opératoire pour mettre en œuvre l étape 2 A l aide des documents proposés en annexe, proposer un mode opératoire permettant de titrer les ions cuivre II de la solution S X en utilisant le matériel mis à disposition. Justifier avec soin vos choix. 3. Réalisation du titrage des ions cuivre II Après validation par le professeur mettre en œuvre votre démarche expérimentale. 4. Présentation et analyse des résultats Présenter l ensemble de vos mesures sous forme d un tableau et d un graphe correctement annotés. Interpréter et commenter les résultats obtenus afin de répondre au problème posé.
11/20 2. Documents mis à disposition Document 1 : Matériel mis à disposition Verrerie classique de chimie : burette graduée, pipette jaugée (5,0 ml ; 10,0 ml), éprouvette graduée, bécher, erlenmeyer Spectrophotomètre UV-visible et sa notice d utilisation. Cuve pour spectrophotomètre Acide nitrique concentré Solution aqueuse de cuivre II, S 1, de concentration molaire apportée 1,0.10-1 mol.l -1. Solution S X obtenue comme indiqué dans le document 3. Document 2 : Données Les solutions aqueuses d ions cuivre II sont bleues. Les solutions aqueuses d ions zinc II sont incolores Masses molaires atomiques (en g.mol -1 ) : Cu = 63,5 ; Zn = 65,4 ; H = 1 ; N = 14 ; O = 16 Relation entre couleur et longueur d onde dans le vide. Couleur absorbée violet bleu vert jaune orange rouge Longueur d onde (nm) 400-424 424-491 491-575 575-585 585-647 647-850 Couleur complémentaire jaune - vert jaune pourpre bleu vert - bleu bleu- vert Document 3 : Mode opératoire d obtention de la solution S X (étape 1) Peser un morceau de laiton m = 2,0 g Sous la hotte, placer ce morceau de laiton dans un erlenmeyer, y ajouter très lentement, à l aide d une éprouvette graduée environ 12,5 ml d une solution S 0 d acide nitrique concentré (ajouté en excès).. Après disparition complète du solide et lorsque le dégagement gazeux a cessé, verser la solution obtenue dans une fiole jaugée de 500,0 ml, partiellement remplie d eau distillée, compléter jusqu au trait de jauge et agiter. On obtient la solution bleue S X. Information : On admettra que la solution S X possède une concentration en ion cuivre II comprise entre 1,0.10-1 mol.l -2 et 1,0.10-1 mol.l -1. Document 4 : L ion nitrate, un oxydant puissant. En milieu fortement acide, les ions nitrate, NO - 3, oxydent les métaux comme le cuivre et le zinc. La réaction qui modélise l action des ions nitrate de l acide nitrique sur le cuivre est modélisée par l équation 1 que l on supposera totale : - 2 NO 3 (aq) + 3 Cu (s) + 8 H + (aq) = 2 NO (g) + 3 Cu 2+ (aq) + 4 H 2 O 1 Le monoxyde d azote réagit rapidement avec le dioxygène de l air pour former du dioxyde d azote NO 2(g) selon l équation : NO(g) + ½ O 2(g) = NO 2(g) Document 5 : Sécurité Dioxyde d azote, NO 2(g), gaz roux Solution S d acide nitrique concentré HNO 3 - Densité 1,38 - Pureté : 63 % en masse - Masse molaire : M = 63,01 g.mol -1
12/20 Document 6 : spectre d absorption d une solution de nitrate de cuivre II 3. Feuille professeur 1. Obtention d une solution S X : réaction entre le laiton et l acide nitrique Cette étape ne doit pas être réalisée par les élèves du fait de la concentration élevée de l acide nitrique et du dégagement de dioxyde d azote. La réaction entre les le cuivre et les ions nitrate doit être effectuée au laboratoire et sous la hotte. Cette solution est à disposition des élèves au bureau du professeur, seule l attaque qualitative d un petit morceau de cuivre par la solution d acide nitrique pourra être montrer par le professeur (sous la hotte) Suggestions de questions a- Quels sont les ions responsables de la couleur bleue de la solution S X? b- La solution d acide nitrique utilisée possède les caractéristiques indiquées sur l étiquette, calculer sa concentration molaire. - c- La réaction qui a lieu est une réaction rédox entre le cuivre métal et les ions nitrates NO 3 (aq) en milieu acide. Établir l équation de la réaction 1 mise en jeu (rappel de première S, couples redox à donner) d- Dans l hypothèse où le morceau de laiton est constitué uniquement de cuivre, montrer que la solution d acide nitrique a bien été ajoutée en excès. 2. Spectre d absorption d une solution S 0 de nitrate de cuivre II Le spectre d absorption d une solution aqueuse de nitrate de cuivre II de concentration molaire apportée 1,0.10-1 mol.l -1 obtenu avec le spectrophotomètre «Seconam prim light» et le logiciel synchronie 2003. λ max = 820 nm ce qui explique la couleur bleue de la solution. Suggestion de question A partir du spectre d absorption de la solution S 0 de nitrate de cuivre II, expliquer la couleur bleue des solutions de cuivre II.
3. Courbe d étalonnage et détermination de la teneur en cuivre du morceau de laiton 13/20 - A partir d une solution mère de nitrate de cuivre, S 1, de concentration molaire apportée 1,0.10-1 mol.l -1, préparer 10,0 ml des différentes solutions «filles», S i, dont les concentrations C i sont indiquées dans le tableau cidessous. - Fixer la longueur d onde d étude λ = 820 nm - Faire le blanc avec de l eau distillée. - Mesurer l absorbance des différentes solutions filles en utilisant toujours la même cuve et réalisant les mesures de la solution la plus diluée à la plus concentrée (penser à rincer la cuve avec la solution à étudier entre chaque mesure, à placer les doigts sur les faces opaques, à introduire la cuve dans le bon sens et à prévoir un pot poubelle pour les solutions de cuivre) - Tracer la courbe d étalonnage. Modéliser la courbe obtenue. - Mesurer l absorbance de la solution S X obtenue lors de l étape 1 : Ax =.. Questions pouvant être éventuellement posées a- Justifier le choix de la longueur d onde λ = 820 nm pour mesurer l absorbance des différentes solutions Si. b- Calculer les concentrations des différentes solutions Si préparées. Justifier votre calcul c- L expérience valide-t-elle la relation de proportionnalité entre l absorbance et la concentration? Quelle est la valeur et l unité du coefficient de proportionnalité? d- Déterminer la concentration en ions cuivre II de la solution Sx. e- En déduire la masse de cuivre dans l échantillon de laiton utilisé. f- Calculer le % massique en cuivre de cet échantillon. Commenter par rapport à la couleur du laiton.
4. Safran 14/20 1. Une proposition d activité élèves 1. Problématique : Les 2 safrans, A et B mis à votre disposition sont-ils de bonne qualité? Contexte du sujet Afin de répondre au problème posé, un étudiant décide de planifier sa démarche en plusieurs étapes : Etape 1 : Recherche documentaire sur le safran et de quelques épices. Etape 2 : Extraction des pigments colorés contenus dans les différentes épices étudiées curcuma, curry et les 2 safrans étudiés. Etape 3 : Obtention des spectres d absorption dans le visible de la crocine, de curcuma. Etape 4 : Approche qualitative : observation visuelle et olfactive des épices (poudres, pistils et solutions). Etude 5 : Obtention des spectres d absorption dans le visible et analyse spectrale (allures des courbes, valeurs de λ max et de A max ) des safrans étudiés et de curry Les étapes 1, 2 et 3 ont déjà été réalisées et sont résumées dans les divers documents joints. Travail à effectuer Mettre en œuvre les étapes 4 et 5. Rédiger un compte rendu argumenté de votre travail. Ce compte rendu devra aborder obligatoirement les points suivants : - Une introduction qui explique l objectif de la démarche. - Le travail expérimental mis en œuvre ainsi que l ensemble des résultats obtenus - Un commentaire argumenté de cette analyse - Une conclusion Quelques questions que l on aussi poser - Quelle(s) épices semblent être présentes dans le curry étudié? - Comment peut justifier que les différents pigments contenus dans les épices étudiées sont colorées (en référence au programme de première S)? - Quelle est la formule brute de la curcumine? - Nommer et entourer le groupe caractéristique de la molécule de safranal. - Entourer les groupes hydroxyles de la crocine Matériel mis à disposition : différentes épices dont les safrans A et B solutions de A et B dans une solution hydroalcoolique spectrophotomètre visible + cuve. Documents mis à disposition Document 1 : A propos du safran Les normes permettant d analyser un safran. Sitographie. Document 2 : Les molécules contenues dans le safran et certaines épices. Document 3 : Protocole d extraction des pigments colorés contenus dans les différentes épices étudiées. Document 4 : Spectres visibles de solutions hydroalcooliques de différentes épices.
2. Exemples de documents mis à disposition des élèves 15/20 1. Document 1 : A propos du safran Les normes en vigueur http://fr.wikipedia.org/wiki/safran_(%c3%a9pice) Le safran est caractérisé par un goût amer et un parfum proche de l'iodoforme ou du foin, causés par la picrocrocine et le safranal. Il contient également un caroténoïde, la crocine, qui donne une tonalité jaune-or aux plats contenant du safran. Ces caractéristiques font du safran un ingrédient fortement prisé pour de nombreuses spécialités culinaires dans le monde entier, notamment dans la cuisine persane. Le safran possède également des applications médicales. Pour obtenir un kilogramme de safran sec commercialisable, 120 000 à 150 000 fleurs sont nécessaires. Du fait que chacune des opérations requises (cueillette, émondage, séchage,...) est délicate et manuelle, on comprend dès lors pourquoi cette épice a toujours été la plus chère du monde (environ 130 le gramme). Comme le safran est cher, la tentation est grande de frauder sur son poids ou sur sa couleur, par exemple en y ajoutant des substances : curcuma (la poudre de curcuma est d un jaune nettement moins prononcé que le rouge du safran) ou du paprika ou du cumin, ou en colorant artificiellement des brins de mauvaise qualité Les normes pour analyser un safran L analyse par spectroscopie UV/visible permet de déterminer les principales caractéristiques du safran en ce qui concerne la teneur en picrocrocine, safranal et crocine. La norme internationale ISO 3632 permet de classer les safrans en 4 classes différentes et permet de détecter des fraudes. Information professeur Spécification Technique ISO/TS 3632-2:2003, alinéa 14 (d après page 158 du livre blanc du safran : _ http://www.europeansaffron.eu/archivos/le_safran_en_europe.pdf ) La procédure appliquée est la suivante : 500 mg de safran sont pesés avec une précision de ± 1 mg dans une balance analytique. L échantillon est transféré dans un flacon volumétrique de 1000 ml et on ajoute 900 ml d eau distillée. Il est agité au moyen d un agitateur magnétique (à 1000 trs / min) pendant une heure et en absence de lumière. Ensuite de l eau est ajoutée jusqu au volume de 1000 ml et l échantillon est homogénéisé avec agitation. 20 ml de cette solution sont transférés dans un flacon volumétrique de 200 ml, on ajoute de l eau jusqu à la marque et la solution est homogénéisée par agitation. La solution est filtrée avec l emploi de filtre hydrophile du polytétrafluoroéthylène (PTFE) dont le diamètre des pores est de 0,45 µm. Cette solution est placée dans une cuvette à quartz et on registre une variation entre 200 et 700 nm dans l absorbance de cette dissolution filtrée en utilisant de l eau comme liquide de référence. La norme contient un exemple du spectre caractéristique de cette dissolution entre ces deux longueurs d onde (Figure 1). Des changements dans ce spectre caractéristique indiquent l existence d adultérations comportant des quantités importantes de colorants exogènes. Nous nous sommes inspirés de ce protocole pour réaliser nos extractions des pigments des épices Exemple d une analyse Résultats d analyse d un safran Analyse du safranal, picrocrocine et crocine par spectrométrie UV (Méthode adaptée de la norme ISO 3632-2/2003 (F) concernant le safran en poudre ou entier (sur sec) Picrocrocine.. E (257 nm) : 95,6 Safranal. E 330 nm : 27,9 Crocine. E 440 nm : 235,4 L échantillon est conforme aux spécificités de catégorie 1
2. Document 2 : Les molécules du safran et de la curcumine 16/20 La crocine Le safranal La picrocrocine La curcumine 3. Document 3 : Protocole d extraction des pigments colorés contenus dans les différentes épices étudiées Protocole d extraction des pigments colorés contenus dans les différentes épices étudiées. Peser 50 mg d épice (en poudre ou en pistil) Placer dans une fiole jaugée de 50 ml et introduire 5 ml d eau distillée Compléter la fiole jaugée avec de l éthanol absolu Diluer 5 fois dans l éthanol. Agiter environ 20 min. Remarques pour le professeur Remarque 1 : ce mode opératoire cherche à se rapprocher au mieux de la norme internationale, que nous ne pouvons pas reproduire complétement en laboratoire de lycée. Notre solution est plus concentrée que ce qui est fait pour la norme internationale, il n y a pas entre autres de filtration, ni de séchage Le choix d un solvant eau éthanol (majoritaire) permet la dissolution de la poudre de curcuma. Remarque 2 : l aspect des solutions est différent selon l épice étudiée. Observer la couleur et les dépôts obtenus. Remarque 3 : la couleur des solutions obtenues avec le safran est jaune orangée, elle devient de plus en plus jaune au cours du temps. Cela est très certainement dû à l hydrolyse de la picrocrocine (solvant eau/éthanol). La durée d agitation semble donc importante (1 h dans la norme) ainsi que le laps de temps écoulé entre l obtention de la solution et le tracé du spectre. 4. Document 4 : Spectres visibles de solutions hydroalcooliques de références (crocine et curcumine) On peut ici utiliser comme référence : - le spectre obtenu au laboratoire pour un safran de qualité I qui sera la référence pour la crocine - le spectre obtenu au laboratoire pour un curcuma également de qualité qui sera la référence pour la curcumine Spectre de «réference» donné par la «Littérature» http://www.europeansaffron.eu/archivos/le_safran_en_europe.pdf
17/20 3. Les résultats obtenus 1. Epices testées Poudre de safran (ISPI, dit «belge», catégorie II sur l étiquette, acheté en épicerie) Poudre de safran (Cepasco Gemenos - garanti pur d après l étiquette. Poudre de curcuma (poudre de «Madagascar») Poudre de curry Différents mélanges dans des proportions différents de safran et de curcuma : A, B, C 2. Spectre d une poudre de safran (ISPI, dit «belge», catégorie II sur l étiquette, acheté en épicerie) En fait il pourrait bien être notre référence pour le spectre de la crocine, car c est celui qui se rapproche le mieux des spectres que l on trouve dans la littérature. 3. Spectre d une poudre de safran (Cepasco Gemenos - garanti pur d après l étiquette (?) Il semble de moins bonne qualité que le précédent puisque pour les mêmes conditions de préparation de la solution dont on étudie le spectre, l absorbance pour λ max est bien plus faible. L allure du spectre semble cependant confirmer la présence de crocine. La forme de la courbe vers 380 nm est bizarre.
18/20 4. Spectre du curcuma (poudre de «Madagascar») On admettra qu il s agit à peu de chose près du spectre de la curcumine. λ max = 430 nm (on trouve dans la littérature 435 nm pour la curcumine) 5. Spectre d une poudre de curry
6. Spectre d une poudre de safran à tester (A) 19/20 Mélange obtenu avec une proportion de 0,5 de safran pour 2,5 de curcuma (en volumes à partir des solutions obtenues). L épaulement du à la crocine a totalement disparu. λ max = 433 nm < 440 nm et A max a nettement diminué Ce mélange permet de mettre en évidence la «fraude». le spectre se rapproche de celui de la curmine. 7. Spectre d une poudre de safran à tester (B) Mélange obtenu avec une proportion de 1 de safran pour 2 de curcuma. L épaulement dû à la crocine a presque disparu λ max = 433 nm < 440 nm et A max a diminué Ce mélange permet de mettre en évidence la «fraude» mais c est moins évident que pour le cas précédent. 8. Spectre d une poudre de safran à tester (C) Mélange obtenu avec une proportion de 2 de safran pour 1 de curcuma. On observe toujours l épaulement dû à la crocine. λ max = 437 nm mais A max a diminué Ce mélange ne permet pas de facilement mettre en évidence la «fraude»
20/20 9. L ensemble des courbes 4. Sitographie - Thèse à propos du safran du Quercy : «http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000251/01/bergoin.pdf - http://fr.wikipedia.org/wiki/safran_(%c3%a9pice) - http://www.europeansaffron.eu/index.php?m1=47&lang=fr (livre blanc : le safran en Europe) - http://env-et-nat.pagesperso-orange.fr/pages/safran.html#qualite - http://gilles.souchon.pagesperso-orange.fr/page3.html - http://www.safranroyal.com/fr/l-or-rouge/choisir-son-safran