{"id":3243,"date":"2012-07-09T00:01:26","date_gmt":"2012-07-08T22:01:26","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=3243"},"modified":"2012-07-09T00:01:26","modified_gmt":"2012-07-08T22:01:26","slug":"la-physico-chimie-du-pastis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2012\/07\/09\/la-physico-chimie-du-pastis\/","title":{"rendered":"La physico-chimie du pastis"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Voil\u00e0 l\u2019\u00e9t\u00e9 ! Et avec lui le retour du soleil, du barbecue et des ap\u00e9ros en terrasse des caf\u00e9s.<\/p>\n

C\u2019est donc le moment id\u00e9al pour vous parler du pastis ! Car figurez-vous que pour les physico-chimistes, il est le si\u00e8ge de ph\u00e9nom\u00e8nes des plus int\u00e9ressants.<\/p>\n

Alors faisons ensemble un tour dans les changements de phase du pastis et de ses cousins ouzo, raki et autres sambuca\u2026<\/p>\n

En bon scientifique, avant toute chose : l\u2019exp\u00e9rience !<\/p>\n

<\/p>\n

Le trouble du pastis<\/h3>\n

Prenez donc un peu de pastis \u00e0 l\u2019\u00e9tat \u00ab pur \u00bb et observez. Il est color\u00e9 mais translucide : on voit tr\u00e8s bien \u00e0 travers. Maintenant ajoutez pr\u00e9cautionneusement de petites quantit\u00e9s d\u2019eau. Tr\u00e8s rapidement, votre boisson se trouble et prend sa coloration laiteuse<\/strong> bien connue.<\/p>\n

\"\"<\/a>Si vous ajoutez l\u2019eau vraiment au fur et \u00e0 mesure (moi je l\u2019ai fait \u00e0 la pipette), vous verrez que cela se produit tr\u00e8s vite, bien avant l\u2019atteinte d\u2019un ratio 50\/50 en volume. Alors que se passe-t-il ? D\u2019o\u00f9 vient le trouble du pastis ? Pour le comprendre, il faut d\u2019abord s\u2019int\u00e9resser \u00e0 sa composition.<\/p>\n

A l\u2019\u00e9tat pur, le pastis (comme l\u2019ouzo ou le raki) contient <\/strong>beaucoup d\u2019alcool<\/strong> (environ 50%), le reste \u00e9tant principalement de l’eau. Mais surtout il contient en petite quantit\u00e9 un compos\u00e9 appel\u00e9 an\u00e9thole, <\/strong>qui est une<\/strong> huile essentielle extraite<\/strong> de l’anis<\/strong>, et qui donne au pastis son go\u00fbt caract\u00e9ristique (ci-contre la formule chimique de l’an\u00e9thol sous ses 2 formes cis-<\/em> et trans-<\/em>).<\/p>\n

De l\u2019huile essentielle, de l’alcool, de l’eau : un m\u00e9nage \u00e0 3 compliqu\u00e9<\/h3>\n

\"\"<\/a>Pour visualiser ce qui se passe dans le trouble du pastis, il faut se rappeler ce ph\u00e9nom\u00e8ne dont j\u2019ai d\u00e9j\u00e0 parl\u00e9 dans ce billet<\/a> : l\u2019eau et l\u2019huile ne se m\u00e9langent pas<\/strong>. On dit que ces deux liquides ne sont pas miscibles.<\/p>\n

En revanche l\u2019huile et l\u2019alcool vont tr\u00e8s bien ensemble<\/strong>, pas de probl\u00e8me de compatibilit\u00e9. C\u2019est d\u2019ailleurs la m\u00eame chose avec l\u2019alcool et l\u2019eau : si vous observez une bouteille de vodka, les deux composants sont bien m\u00e9lang\u00e9s, il n\u2019y a pas l\u2019eau d\u2019un c\u00f4t\u00e9 et l\u2019alcool de l\u2019autre.<\/p>\n

On peut donc r\u00e9sumer le m\u00e9nage \u00e0 3 form\u00e9 par l\u2019eau, l\u2019alcool et l\u2019huile essentielle (an\u00e9thol) sur le diagramme ci-contre.<\/p>\n

La transition laiteuse<\/h3>\n

Que se passe-t-il donc dans le pastis ? A l\u2019\u00e9tat pur, il y a suffisament d’alcool par rapport \u00e0 l’eau : l’huile essentielle (l’an\u00e9thol) est donc \u00e0 peu pr\u00e8s contente car elle se m\u00e9lange bien avec l’alcool. Mais d\u00e8s que l\u2019on ajoute de l\u2019eau, l’an\u00e9thol se trouve contrari\u00e9<\/strong> ! Il y a trop d’eau pour lui dans le m\u00e9lange, et l’an\u00e9thol veut s\u2019en s\u00e9parer.<\/p>\n

Pour se s\u00e9parer de l\u2019eau, l\u2019huile essentielle se met en gouttelettes<\/strong>. C’est d’ailleurs la m\u00eame chose qui se produit quand on verse directement de l\u2019huile d’olive dans de l\u2019eau : il se forme d’abord des gouttes d’huile, puis ces derni\u00e8res remontent rapidement en surface et fusionnent.<\/p>\n

Dans le cas du pastis, le divorce entre l’huile essentielle et l’eau est un peu moins violent : l\u2019huile essentielle se met juste en petites gouttelettes mais elle ne ressent pas le besoin de s’en s\u00e9parer plus : l\u2019huile forme une \u00e9mulsion dans le m\u00e9lange eau\/alcool.<\/strong><\/p>\n

L’origine de l’allure laiteuse ?<\/h3>\n

Pour expliquer la couleur laiteuse du pastis allong\u00e9, il faut s\u2019int\u00e9resser \u00e0 la taille de ces gouttelettes d\u2019huile<\/strong> qui se forment quand on ajoute de l\u2019eau. Vous ne les voyez pas \u00e0 l\u2019\u0153il nu, et pour cause elles font en g\u00e9n\u00e9ral seulement quelques microns de diam\u00e8tre<\/strong>.<\/p>\n

\"\"<\/a>Des objets de quelques microns ont la particularit\u00e9 de diffuser la lumi\u00e8re<\/strong> : la raison principale vient du fait que la lumi\u00e8re visible a une longueur d\u2019onde comprise entre 0.4 et 0.8 microns, donc assez proche de la taille des gouttes. Quand l’onde lumineuse rencontre une gouttelette, cette derni\u00e8re perturbe l’onde et la lumi\u00e8re se trouve diffus\u00e9e, provoquant l’allure trouble du pastis allong\u00e9.<\/p>\n

On peut d\u2019ailleurs noter que quand on parle d\u2019allure \u00ab laiteuse \u00bb, \u00e7a n\u2019est pas juste une image : dans le lait il se passe exactement la m\u00eame chose<\/strong> ! Le lait est une suspension de graisse dans l\u2019eau, et la taille des corps gras est telle que ces derniers provoquent la diffusion de la lumi\u00e8re, donnent sa couleur blanche au lait ! Ce ph\u00e9nom\u00e8ne de diffusion par des gouttelettes explique aussi la couleur blanche des nuages ou de la fum\u00e9e<\/strong>.<\/p>\n

Comment d\u00e9troubler le pastis ?<\/h3>\n

Et maintenant, l\u2019exp\u00e9rience magique qui \u00e9patera vos comparses d\u2019ap\u00e9ritif et les piliers de comptoir du bistrot du coin. Prenez un peu de produit vaisselle, ajoutez le \u00e0 votre pastis allong\u00e9, et touillez\u2026Le trouble dispara\u00eet et le m\u00e9lange redevient translucide !<\/strong><\/p>\n

Mais que s\u2019est-il pass\u00e9 ? Comme je l\u2019expliquais dans mon billet sur ce qui lave et ce qui mousse<\/a>, le savon est fait de mol\u00e9cules dites amphiphiles<\/strong>, compos\u00e9es d\u2019une t\u00eate qui aime l\u2019eau et d\u2019une queue qui aime le gras. Ces mol\u00e9cules ont comme propri\u00e9t\u00e9 d’aller aux interfaces entre l\u2019eau et l\u2019huile, et de faciliter leur entente.<\/p>\n

\"\"<\/a>Quand on ajoute du savon dans le pastis allong\u00e9, il va se mettre autour des gouttelettes et va faciliter leur division : l\u2019huile se s\u00e9pare toujours de l\u2019eau, mais en formant des gouttelettes plus petites<\/strong> !<\/p>\n

Quand leur taille devient suffisamment petite par rapport \u00e0 la longueur d\u2019onde de la lumi\u00e8re, la lumi\u00e8re ne \u00ab\u00a0voit\u00a0\u00bb plus les gouttelettes, elle n\u2019est plus diffus\u00e9e et le m\u00e9lange se d\u00e9trouble<\/strong>.<\/p>\n

Amusant, non ?<\/p>\n

(Ci-dessous le d\u00e9tail de la manip dans ma cuisine. A l’extr\u00eame gauche : le pastis \u00ab\u00a0pur\u00a0\u00bb, \u00e0 gauche : tr\u00e8s peu d’eau ajout\u00e9e suffit \u00e0 provoquer le trouble, \u00e0 droite : trouble pour 1\/1 en volume, \u00e0 l’extr\u00eame droite : pastis d\u00e9-troubl\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 l’ajout de produit vaisselle)<\/em><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Pour aller plus loin\u2026<\/em><\/h3>\n

Des physico-chimistes tr\u00e8s s\u00e9rieux se sont amus\u00e9s \u00e0 \u00e9tudier le diagramme de phase des m\u00e9langes ternaires eau\/huile\/alcool, et les circonstances dans lesquelles ils pouvaient former ces micro-\u00e9mulsions spontan\u00e9es. Il s\u2019agit mine de rien d\u2019un sujet pouvant avoir de nombreuses applications pratiques, par exemple dans le domaine de la pharmacie ou des cosm\u00e9tiques.<\/em><\/p>\n

C’est en effet un proc\u00e9d\u00e9 permettant de produire facilement des micro-\u00e9mulsions. D’habitude pour produire une \u00e9mulsion, il faut agiter (comme pour la mayonnaise). Et plus on veut des gouttes petites, plus il faut agiter fort ! Dans le cas du pastis, pas besoin : des petites gouttes se forment spontan\u00e9ment. Cette technique est donc par exemple utilis\u00e9e pour produire des petites sph\u00e8res de latex monodisperses.<\/em><\/p>\n

Pour les fans de thermodynamique, il faut r\u00e9aliser l’op\u00e9ration en visant une zone de m\u00e9tastabilit\u00e9 du m\u00e9lange ternaire huile\/alcool\/eau (entre les courbes binodales et spinodales). Car l’\u00e9tat \u00e9mulsionn\u00e9 n’est \u00e9videmment pas l’\u00e9tat thermodynamiquement stable, mais si on vise bien on peut \u00eatre dans un domaine o\u00f9 la stabilit\u00e9 de la micro-\u00e9mulsion est tr\u00e8s bonne, c’est-\u00e0-dire que les gouttelettes croissent \u00e0 vitesse tr\u00e8s faible et qu’id\u00e9alement les deux phases ont des densit\u00e9s proches pour \u00e9viter que les gouttelettes soient s\u00e9gr\u00e9g\u00e9es en surface.<\/em><\/p>\n

Des r\u00e9f\u00e9rences sur ce sujet :<\/span>
\n<\/em><\/p>\n

[1] S. Vitale and J.\u00a0 Katz, Liquid Droplet Dispersions Formed by Homogeneous Liquid-Liquid Nucleation: \u201cThe Ouzo Effect\u201d Langmuir 19 (2003)<\/em><\/p>\n

[2] I. Grillo, Small-angle neutron scattering study of a world-wide known emulsion: Le Pastis, Colloids and Surfaces A, 225 (2003)<\/em><\/p>\n

[3] N. Sitnikova, Spontaneously Formed trans-Anethol\/Water\/Alcohol Emulsions: Mechanism of Formation and Stability, Langmuir 21 (2005)<\/em><\/p>\n

[4] D. Carteau et al., Probing the Initial Events in the Spontaneous Emulsification of trans-Anethole Using Dynamic NMR Spectroscopy, Langmuir 23 (2007)<\/em><\/p>\n

[5] E. Scholten et al., The Life of an Anise-Flavored Alcoholic Beverage: Does Its Stability Cloud or Confirm Theory?, Langmuir 24 (2008)<\/em><\/p>\n

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Voil\u00e0 l\u2019\u00e9t\u00e9 ! Et avec lui le retour du soleil, du barbecue et des ap\u00e9ros en terrasse des caf\u00e9s. C\u2019est donc le moment id\u00e9al pour vous parler du pastis ! Car figurez-vous que pour les physico-chimistes, il est le si\u00e8ge de ph\u00e9nom\u00e8nes des plus int\u00e9ressants. Alors faisons ensemble un tour dans les changements de phase<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[53],"class_list":{"0":"post-3243","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-physique","7":"tag-physico-chimie"},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"post_mailing_queue_ids":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3243","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3243"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3243\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3243"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3243"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3243"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}