Sciences

Les incroyables expériences de chimie : le luminol

VidéoClassé sous :chimie , expérience , luminol

-

Tout le monde a déjà vu, à la télé, des experts de la police scientifique passer une scène de crime au luminol. Et révéler d'une lumière bleue, les traces de sang que les criminels espéraient dissimuler. Les explications en vidéo de Laure-Lise Chapellet, docteur en chimie à l'ENS de Lyon.

Abonnez-vous à la lettre d'information Vidéos : nos vidéos qui sortent vraiment du lot.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Le luminol, c'est un produit chimique de formule C8H7N3O2. Celui que pulvérisent les experts des séries télé - et de la vraie police scientifique -- sur les scènes de crime pour mettre en lumière les traces de sang. Il se présente sous la forme d'un solide cristallin blanc.

Pour reproduire l'expérience présentée dans la vidéo, il vous faudra réunir le matériel suivant :

  • 4 éprouvettes graduées de 25, 50, 100 et 200 mL,
  • 2 erlenmeyer de 250 et 500 mL,
  • capsule de pesée + spatule,
  • eau distillée 140 mL.

Ainsi que ces quelques produits dont certains sont à manipuler avec précaution :

Le protocole à suivre ensuite est le suivant :

  • Dans l'erlenmeyer de 500 mL, dissoudre 100 mg de luminol dans 100 mL d'une solution de soude à 1 %.
  • Dans l'erlenmeyer de 250 mL, mélanger 20 mL de solution à 10-2 M de K3FeCN6, 40 mL de H2O2 et 140 mL d'eau distillée.
  • Éteindre la lumière et verser la solution de fer/H2O2/eau dans l'erlenmeyer contenant le luminol.

Le luminol réagit avec l’eau oxygénée

Pour bien comprendre, il faut d'abord se rappeler qu'une réaction chimique peut produire des molécules dans un état dit excité. Des molécules, en quelque sorte, chargées en énergie. Ces molécules n'auront alors qu'une seule envie : libérer leur surplus d'énergie et retrouver leur état fondamental. Et pour cela, elles pourront émettre de la lumière. C'est ce que les chercheurs appellent la chimiluminescence.

Ici, le luminol -- qui a déjà perdu des hydrogènes sous l'effet de la soude à laquelle il est mélangé -- est oxydé par une solution contenant de l'eau oxygénée. La réaction chimique qui se produit libère du diazote gazeux ainsi que des molécules dans un état excité. En émettant des photons, celles-ci retrouvent leur état fondamental de plus basse énergie.

C'est donc bien la présence d'eau oxygénée qui permet la réaction. Mais cette réaction apparaît extrêmement lente. Sauf en présence d'un catalyseur tel que le fer. Du fer comme on en trouve dans notre sang. Et comme il suffit de très peu de fer pour catalyser la réaction, l'opération peut permettre de détecter des traces de sang même infimes grâce à l'émission d'une lumière bleue caractéristique.

Une première approche du phénomène

Le phénomène observé ici correspond à de la chimiluminescence. Les réactifs mélangés, se transforment au cours d'une réaction chimique qui produit une molécule avec un trop-plein d'énergie (état excité P*). Cette molécule se décharge de son énergie excédentaire (désexcitation) en émettant une lumière bleue et en formant un composé plus stable P. L'émission de lumière s'arrête lorsque qu'il n'y a plus de molécule excitée P* dans le milieu.

Pour aller plus loin

Le luminol L-H2 est déprotoné par la soude pour donner L-H- qui est oxydé en présence d'eau oxygénée et de fer (III) en L-ox. Une réaction de rétro cycloaddition libère ensuite du diazote gazeux et le produit P*. Le produit P* se forme dans un état excité T1, il subit ensuite un croisement intersystème (CIS) vers un produit P*-S1 dans un état singulet. Le produit P*-S1 se désexcite en émettant de la lumière pour aboutir à son état de plus basse énergie (état fondamental) P-S0. Cette dernière désexcitation constitue un phénomène de fluorescence.

On peut représenter les différents états énergétiques du produit P dans un diagramme de Perrin-Jablonski.

Pour des informations encore plus précises et complémentaires : BUP 978 volume 109 novembre 2015

© Futura & ENS de Lyon

Cela vous intéressera aussi

Comment la police scientifique enquête sur une scène de crime ?  Sur une scène de crime reconstituée pour la démonstration, un policier-enquêteur détaille les minutieuses opérations à effectuer pour comprendre ce qu’il s’est passé et relever tous les indices. L’ADN sera recherché sur le mégot et sur la tasse. Une poudre visualisera les « traces papillaires », qui permettront peut-être d’obtenir des empreintes digitales.