Qu'est-ce que Litmus?
Litmus est un mélange de plusieurs colorants différents extraits de la tinctoria Roccella ou Lecanora Tartarea, qui sont des types particuliers d'organismes connus sous le nom "lichen." Ces colorants (notamment erythrolitmin et azolitmin) ont des molécules massives, qui présentent des groupes structurels spéciaux appelés "chromophores." Ces chromophores sont constituées de plusieurs anneaux remplis de carbone-carbone et carbone-oxygène doubles liaisons. Cette combinaison de doubles liaisons et des anneaux crée un réseau de couloirs dans lesquels les électrons peuvent voyager.
Lorsque la lumière visible frappe une molécule de colorant, le réseau électronique du chromophore lui permet d'absorber une gamme spécifique de couleurs. La couleur de la lumière non absorbée est réfléchie vers l'observateur, donnant à la molécule sa couleur observée. Par exemple, la couleur naturelle de tournesol est bleu, ce qui signifie que le réseau absorbe toutes les longueurs d'onde de la lumière sauf le bleu.
Cependant, les ions d'hydrogène dans les acides attaquent carbone-carbone et carbone-oxygène doubles liaisons, en les convertissant en des liaisons simples. Avec chaque double liaison qui est détruit, le réseau électronique diminue en taille. Cela modifie la gamme de longueurs d'onde de la molécule peut absorber, changeant ainsi sa couleur observée.
Bleu Litmus Paper
Utilisé pour tester l'acidité, le papier de tournesol bleu se compose de papier filtre de cellulose imprégnée avec une solution de révélateur colorant fraîchement extrait de lichens.
Dans une solution alcaline, les niveaux d'ions d'hydrogène sont trop faibles pour endommager considérablement les doubles liaisons du chromophores, en préservant la couleur bleue naturelle. Dans une solution neutre comme l'eau distillée, les niveaux d'ions d'hydrogène sont suffisamment importants pour commencer à endommager un nombre important de molécules de colorant. Pour les molécules qui sont touchées, les chromophores de l'hydrogène dégradé provoquent les molécules de colorant pour mettre du bleu au rouge. Au niveau microscopique, le papier de tournesol est un mélange de molécules bleues ne sont pas touchés et les molécules rouges dégradés. Pour l'observateur, cependant, le papier semblait être une teinte uniforme de pourpre.
Enfin, dans une solution acide, l'excès d'ions d'hydrogène parviennent à dégrader la grande majorité des chromophores doubles liaisons, en tournant le papier de tournesol entièrement rouge.
Comment Red Litmus Paper Works
Utilisé pour tester la basicité, le papier de tournesol rouge est composé de papier de cellulose imprégnée de molécules de colorant qui ont déjà été dégradées par l'acide (d'où la couleur rouge). papier de tournesol rouge fonctionne essentiellement comme le papier de tournesol bleu dans le sens inverse.
Lorsque le pH augmente d'une solution, la concentration d'ions hydrogène diminue, mais la concentration en ions hydroxyde [OH] augmente. Ces ions négativement charges "volent" des atomes d'hydrogène des molécules de colorant dégradées pour former de l'eau. La molécule de colorant répond à la perte d'hydrogène en formant des doubles liaisons entre les atomes de carbone et d'oxygène. De cette manière, la molécule de colorant "reconstruire" leurs réseaux d'électrons et de retrouver leur couleur bleue d'origine.