Semaine Nationale de la Chimie - Expériences - Soda tonique et émission de flourescence

Objectif

Observer la fluorescence de la quinine dans le soda tonique (tonic water). Cette expérience sert à démontrer l'important et fascinant phénomène de la fluorescence, c'est-à-dire l'absorption de lumière par une molécule, suivie de l'émission rapide d'un rayonnement de longueur d'onde plus grande. La différence énergétique se dissipe sous forme d'énergie thermique. L'ingrédient actif dans le soda tonique est la quinine, produit naturel extrait de l'écorce d'un arbre natif des hauts plateaux andins, en Amérique du Sud, le quinquina. Les organiciens considèrent ce composé organique à structure complexe (voir ci-dessous) comme un alcaloïde. C'est à la quinine qu'on doit le goût amer du soda tonique. L'addition de grandes quantités de sucre et la gazéification font du soda tonique un allongeur pour coquetels fort apprécié.

La quinine est une molécule très fluorescente que l'on utilise comme norme de fluorescence en chimie. La lumière noire est une lumière ultraviolette dans la gamme des 360 nm. Le NaCl ajouté à la solution réduit l'émission de fluorescence. Ce phénomène est appelé extinction de fluorescence et suppose une interaction chimique entre l'ion de chlore et la molécule de quinine excitée électroniquement, qui a pour effet de réduire l'efficacité de l'émission.

Pour prolonger cette expérience, vérifiez la fluorescence de diverses catégories de papiers et de vêtements blancs. Vous découvrirez qu'un grand nombre de ces matières produisent une fluorescence bleutée. Plus le papier et le tissu sont blancs, plus la fluorescence bleutée sera intense. Pourquoi ? Quelle matière cause la fluorescence ? Pour vous aider à répondre à cette question, placez quelques cristaux de détergent sous la lumière noire et vérifiez s'il y a fluorescence.

Les produits et les matières qui « brillent dans le noir » sont souvent sources de fluorescence. Par exemple, les lucioles brillent parce qu'elles produisent une réaction chimique émettrice de fluorescence. Les affiches brillent lorsque vos phares les éclairent, parce que la peinture utilisée est fluorescente.

Matériel

• Soda tonique.
• NaCl.
• Lampe à lumière noire et source d'alimentation (peuvent être achetées dans une boutique d'appareils d'éclairage).
• Pot.

Procédure

1. Dans une pièce éclairée seulement par la lumière noire, versez du soda tonique dans un pot. Notez la forte fluorescence bleue ou violette qu'émet le liquide. Cette émission dure tant que la lumière noire est allumée. On peut répéter l'expérience indéfiniment, puisque la quinine n'est pas détruite dans le processus.

2. Ajoutez du sel à la solution et notez la diminution de la fluorescence.