par Véronique POLONOVSKI et Frédérique SALPIN, novembre

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Matière & ÉnergiePour aller plus loinLa liaison chimiqueLa liaison chimique est le phénomènephysique qui lie les atomes entre eux,soit par échange ou partage d’un ouplusieurs électrons, soit par des forcesélectrostatiques.L'électronégativité d'un élément chimiqueest la grandeur qui représente sa capacité àattirer les électrons dans une molécule. C’estcette différence d'électronégativité entredeux atomes qui détermine de façonformelle la nature de la liaison chimique.Parmi les liaisons existantes, on peut en citertrois principales :– s’il y a une faible différence d'électronégativitéentre deux atomes se forme une liaisoncovalente (fig. I), résultant de la mise encommun de deux électrons de valenceapportés par les deux atomes. C’est uneliaison forte ;– s’il y a une forte différence d'électronégativitéentre deux atomes se forme une liaisonionique (fig. II), provenant de l'interactionélectrostatique entre un cation chargé + etun anion portant une charge –. C’est égalementune liaison forte ;– s’il y a une forte différence d'électronégativitéentre un atome d'hydrogène et unatome assez électronégatif, tel l'oxygènepar exemple, se forme une liaison hydrogène(fig. III). C’est une interaction de typeélectrostatique, une liaison faible, le plussouvent entre différentes molécules.Ainsi, pour prendre l’exemple de la laine etdu processus de teinture :– la laine, fibre protéique, est un enchaînementd’acides aminés reliés entre eux pardes liaisons covalentes ;– la structure tridimensionnelle de la laine,c'est-à-dire la façon dont est repliée la fibreprotéique, est assurée par des liaisonsioniques ou hydrogènes entre les différentsacides aminés de la fibre ;– l’interaction majoritaire entre le colorant etla fibre de laine est une liaison ionique.Figure I. Liaison covalente.CH 2CH 2S S CH 2Figure III. Liaison hydrogène.OFigure II. Liaison ionique.O CH 2CCH 2CH 2COHO -+ H 3NHODÉCOUVERTE N° 365 \ NOVEMBRE-DÉCEMBRE 2009 \ 41
© F. Salpin.Figure 6. Fibre de lainedans différentesconditions de pH.+ + - -H 3 N–W–COOH H 3 N–W–COO H 2 N–W–COOConditions Conditions Conditionsacides isoélectriques basiquesFrédériqueSalpinAprès des études dechimie à l’universitéParis-VI et un doctoraten chimie-physiqueportant sur l’étude parspectroscopie Ramand’objets du patrimoine,elle est aujourd’huimédiateur scientifiqueau sein du départementde chimie du Palais dela découverte. Elle arécemment participéà la réalisation et la miseen place de nouveauxexposés.Pour la teinture de la laine, il faut seplacer en conditions acides et utiliserdes colorants directs acides. Ainsi lesinteractions formées pour la fixation descolorants sont majoritairement desinteractions ioniques entre la fibrechargée + et le colorant dissous dans lebain de teinture, portant une charge –.Le fait de placer les fibres protéiquesdans des conditions basiques les fragiliseet c’est pourquoi les colorantsbasiques ne sont pas employés pour lateinture de la laine. Toutefois, lorsquel’on veut démonter une teinture, c’est-àdire« dé-fixer » le colorant des fibres, onse place en conditions basiques et ainsil’interaction ionique entre le colorantacide et la fibre, portant dans ce cas unecharge –, ne se fait plus, la laine perd lateinture précédemment appliquée.Étant donné la structure complexe de lafibre de laine, le chemin de diffusion desmolécules de colorant au sein de cettedernière n’est pas encore totalementélucidé. De plus, malgré les progrèsconstants des techniques d’analyse, lesite de fixation des colorants dans lesfibres n’est pas à proprement parleridentifié.Aujourd'hui, beaucoup d’études ont pourobjectif de diminuer le coût de revient dela teinture, soit en développant desprocessus permettant de teindre lesfibres textiles à moins hautes températures,soit en mettant au point des colorantsmoins polluants ou tout au moinsen facilitant leur élimination des bainsrestant après teinture. Alors, à quandune teinture « verte » ? L’avenir nous ledira. V. P. ET F. S.Pour en savoir plus- Retrouvez dans ce numéro une applicationmédicale des colorants dans l’article« Des colorants à la chimiothérapie » (rubriqueLa science à toutes les sauces).Site du Mobilier national, des Manufacturesnationales des Gobelins, de Beauvais etde la Savonnerie- www.mobiliernational.culture.gouv.fr/Les auteurs tiennent à remercier l’administrateur général de la Manufacture nationale des Gobelins ainsi que l’ensembledes membres de l’atelier de teinture pour leur accueil et leur disponibilité à l’occasion de la rédaction de cet article.42 \ DÉCOUVERTE N° 365 \ NOVEMBRE-DÉCEMBRE 2009
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