Synthèse du vert malachite et résistance de la coloration au lavage et aux acides

Résumé du document

Nous savons que, depuis des milliers d'années, l'homme fabrique des tissus pour se vêtir. Avec le temps, il eut l'idée de teindre ces tissus pour varier les couleurs, comme avec de l'indigo, qui est une teinture bleue (provenant de l'indigotier). C'est une des plus vieilles teintures connues. Des traces de cette teinture ont été retrouvées sur des vêtements tissés de l'Égypte Antique.

Mais nous savons que tous les textiles ne sont pas identiques : Ils peuvent être d'origine naturelle (animal ou végétale) ou d'origine synthétique, donc ils ne sont pas tous dotés des mêmes fibres. De ce fait, ils ne réagissent pas tous de la même manière selon la teinture et nous tâcherons d'expliquer pourquoi à l'aide de nos expériences, en nous concentrant surtout sur les propriétés du vert malachite.

Le vert malachite est un produit chimique toxique, son nom vient d'un minéral, la Malachite. Il est connu essentiellement pour son colorant bleu-vert. Mais il possède d'autres propriétés telles que le traitement des parasites ou des infections. Pour finir le vert malachite est très utilisé pour ses propriétés d'indicateur coloré de pH en chimie ; il a deux zones de virages, un en milieu très acide et un en milieu très basique.

Les questions que nous nous posons pour ce sujet sont :
- est-ce que le vert malachite peut se lier avec quelques sortes de tissus, que ce soit par mordançage ou par coloration directe ?
- est-ce que la teinture par mordançage est plus résistante que la coloration directe ?
- quelles réactions chimiques se produisent lors de la synthèse du vert malachite ?
- comment le vert malachite réagit-il lorsqu'il se trouve dans un milieu acide ?
- quelle est sa résistance face à la lessive ?
- quelle manière de teindre (directe ou à mordant) est la plus efficace pour lier le vert malachite aux tissus ?
- est-ce que le vert malachite synthétisé en classe résistera mieux que celui cristallisé ?

Extraits

[...] Questions que nous nous posons pour ce sujet : Est-ce que le vert malachite peut se lier avec quelques sortes de tissus que ce soit ? Que ce soit par mordançage ou par coloration directe. Est-ce que la teinture par mordançage est plus résistante que la coloration directe ? Quelles réactions chimiques se produisent lors de la synthèse du vert malachite ? Comment le vert malachite réagit-il lorsqu'il se trouve dans un milieu acide ? Quelle est sa résistance face à la lessive ? Quelle manière de teindre (directe ou à mordant) est la plus efficace pour lier le vert malachite aux tissus ? [...]

[...] Nous pensons également que la teinture directe et par mordançage à l'alun n'est pas adaptée pour la coloration du polyester. Nous pensons que la bourrette de soie et le fil de soie, ainsi que le nylon apprêté devraient très bien réagir à la coloration directe, puisqu'ils permettent les deux une teinture ionique. Nous imaginons également que nous ne devrions pas voir de gros changement entre la teinture directe et la teinture par mordançage pour ces textiles. (polyuréthane) (différence entre les deux synthèses) Observations (voir annexes I,1,2 et II,1,2) Nous constatons une différence entre le vert malachite synthétisé en classe et celui acheté dans le commerce. [...]

[...] Le vert malachite est un colorant cationique. On comprend donc qu'il pourra se fixer par des liaisons ioniques (c'est-à-dire qu'il ne produit aucun ion sur des textiles dont les fibres présentent des sites anioniques : Par exemple, sur la soie, la laine . (les tissus protéiques), les nylons qui comportent des groupes CO2- terminaux, les polyacryliques (Orlon® par exemple) qui possèdent souvent des groupes SO3-. Sur ces tissus, on peut utiliser le vert malachite comme colorant direct. Sur des tissus comme le coton ou le Dacron® qui ne comportent pas de groupes anioniques, on peut utiliser le vert malachite comme colorant à mordant. [...]

[...] Ils se retrouvent donc tous deux chargés (négativement pour i et positivement pour ii). L'atome va pour une raison d'électronégativité préférer se lier de manière ionique à l'oxygène plutôt qu'au chlore (iii). L'oxygène va donc se faire enlever un électron par l'atome de Zn d'où les charges, l'atome de Cl (iii) qui est très électronégatif, va aspirer l'électron de devenant négatif et laissant l'atome de Zn neutre. Le groupe ZnCl(OH) étant nucléofuge, il va donc, en partant, prendre l'électron du carbone qui est lié de façon covalente à l'oxygène. [...]

[...] En fixant d'abord le mordant sur le tissu, on introduit sur la fibre une nouvelle fonction chimique qui va permettre la teinture. Pour certains mordants de structure assez simple, il se forme un complexe métallique qui relie colorant et fibre. Pour d'autres mordants, le phénomène est plus complexe. Dans certains cas (ex. Tanin), on introduit sur la fibre, par l'intermédiaire d'un complexe à l'antimoine (émétique), un groupe anionique qui permettra d'utiliser un colorant cationique (vert malachite). On obtient la séquence suivante : Colorant-tanin-émétique-fibre. [...]