Application des colorants dans les traitements des eaux
L’utilisation des teintures naturelles est très ancienne. De tout temps, l’homme a utilisé les colorants pour teindre ses vêtements, dans sa nourriture mais aussi pour la décoration de son habitation. Ainsi dès l’antiquité, il a su extraire les matières colorantes à partir de végétaux comme l’indigo et d’animaux comme le carmin, extrait de la cochenille.
Ceci a contribué au développement du commerce entre les différentes peuplades de l’époque.
Définition des colorants
Un colorant est une substance colorée ou non qui peut être fixée sur un substrat ou (matière textile) et lui communiquer sa coloration. 38 L’opération qui conduit à ce résultat est appelé suivant le cas: teinture, impression, enduction, peinture, ou encore coloration dans la masse. La fixation du colorant a lieu par adsorption, création de liaisons chimiques ou par simple solution dans le substrat.
Les substrats dont on modifie la couleur sont des plus variés: textiles naturels et synthétiques, papier, cuirs, fourrures, matières plastiques, caoutchoucs, aliments, cires, cosmétiques, etc. 39
Type des colorants
Il excite trois types de colorant :
- Colorant naturel
- Colorant de synthèse
- Colorant artificiels
Colorant naturel
Les colorants naturels, dont la plupart sont d’origine végétale, forment une gamme très étendue de nuances (du jaune au bleu, en passant par le vert et même le noir). La chlorophylle, le lycopène et le bêtacarotène sont parmi les colorants les plus rencontrés et les plus utilisés dans les industries agroalimentaires. À des doses réglementées, les colorants naturels sont bénéfiques pour la santé. Certains de ces colorants sont connus pour leurs activités antioxydantes, antimutagènes, voire anticarcinogènes. 40
Figure II-1: Quelque colorant alimentaire 41
Source des colorants naturels
La disponibilité des colorants naturels dépend principalement de quatre sources. Sources végétales et animales spécialisées de nombreuses plantes et certains animaux ont été identifiés comme potentiellement riches en colorants naturels, certains d’entre eux sont utilisés pour la teinture naturelle depuis un certain temps. Exemple feuille de mangue. 42
Figure II-2 : Feuille de mangue 43
Facteurs pris en compte lorsque l’on travaille avec des colorants naturels 42
Les colorants naturels peuvent être classés en trois groupes selon le mode d’action 44
Colorants substantifs
Un colorant, soluble dans l’eau peut être repris directement par le matériau à teindre sans aucun prétraitement, est connu sous le nom de colorant direct ou substituant
Colorants mordants
Un mordant est un produit chimique qui se combine avec le colorant dans la fibre et les colorants, qui ne peut pas être fixé sur la fibre ou tout autre matériau sans l’utilisation d’un assistant chimique est appelé un colorant mordant. Il peut également être bien fixé sur la fibre animale et végétale.
Colorants de cuve
Les colorants de cuve tirent leur nom du récipient de fermentation en bois appelé cuve qui était autrefois utilisé pour réduire le colorant et le convertir en une forme solubilisant.
Colorant synthétiques
Les colorants synthétiques ou artificiels n’existent pas dans la nature. Ils sont obtenus à partir de réactions chimiques.
Ils jouent de plus en plus un rôle important dans notre vie moderne avec des applications tant dans l’industrie (par exemple, l’industrie de la peinture) que dans les laboratoires scientifiques (par exemple, les traceurs fluorescents et les catalyseurs photo redox). Des stratégies ont été inventées par les chimistes pour faciliter la synthèse de colorants organiques synthétiques complexes. 45
Les colorants synthétiques sont fabriqués à partir de molécules organiques. Avant la découverte des colorants synthétiques en 1856, les colorants étaient fabriqués à partir de produits naturels tels que les fleurs, les racines, les légumes, les insectes, les minéraux, le bois et les mollusques.
Les lots de colorants naturels n’ont jamais été exactement identiques en termes de teinte et d’intensité, alors que les colorants synthétiques peuvent être fabriqués de manière cohérente. L’utilisation d’ordinateurs et de correspondance des couleurs par ordinateur produit des couleurs identiques d’un lot à l’autre. 46
Figure II-3 : Les colorants synthétiques 46
Les colorants synthétiques sont parfois appelés «colorants de goudron de houille», car ils sont fabriqués à partir de substances qui sont obtenues à partir de goudron de houille. Tous ces composés sont des dérivés de l’hydrocarbure benzène (C6H6), qui se compose de 6 atomes de carbone aux coins d’un hexagone à côtés égaux, avec un atome d’hydrogène attaché à chaque atome de carbone (voir Figure II.4 a). Par souci de simplicité, le benzène peut être dessiné en omettant les atomes C et H (figure II.4 b).10
Figure II-4 : Hydrocarbure benzène: (a) montrant un atome d’hydrogène lié à chaque valence libre; (b) comme généralement illustré 47
Groupement chromophore et auxochromes des colorant
Les matières colorantes se caractérisent par leur capacité à absorber les rayonnements lumineux dans le spectre visible (de 380 à 750 nm). La transformation de la lumière blanche en lumière colorée par réflexion sur un corps, ou par transmission ou diffusion, résulte de l’absorption sélective d’énergie par certains groupes d’atomes appelés chromophores. La molécule colorante est un chromogène. Plus le groupement chromophore donne facilement un électron, plus la couleur est intense. D’autres groupes d’atomes du chromogène peuvent intensifier ou changer la couleur due au chromophore ils sont des groupements ionisable, sont appelés les groupements auxochromes. 48
Les chromophores sont des systèmes à liaisons π conjuguées ou des complexes de métaux de transition. Les colorants diffèrent les uns des autres par des combinaisons d’orbitales moléculaires. La coloration correspond aux transitions possibles après absorption du rayonnement lumineux entre ces niveaux d’énergie propres à chaque molécule. 49
| Tableau II.1 : | Principaux groupements chromophores et auxochromes, classés par intensité croissante 49 |
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