Que ce soit pour dans le cadre d’espionnages entre pays au début du XX°Siècle ou simplement comme jeu d’enfant, l’utilisation d’encres invisibles (aussi appelés sympathiques) est plutôt connue. Deux types d’encres sympathiques existent : celles qui réagissent à la chaleur et celles qui nécessitent l’intervention d’un révélateur chimique. Mais bien téméraire celui qui saurait comment expliquer les réactions chimiques qui expliquent ces deux phénomènes !

Chaleur et citron

C’est certainement l’exemple le plus connu : l’écriture au jus de citron sur une feuille de papier, révélée par une source de chaleur. Toutefois, l’explication chimique de ce phénomène fait encore aujourd’hui débat, avec deux hypothèses principales pour expliquer la couleur brune de l’écriture révélée :

  • Soit par « caramélisation » des sucres contenus dans le jus de citron
  • Soit par effet des acides du jus de citron sur le papier.

Si la première explication semble simple à comprendre, il peut être intéressant de développer cette seconde hypothèse.

En premier lieu, rappelons que le papier est fabriqué à partir de bois, et donc composé des mêmes molécules que le bois, notamment cellulose, hémicellulose et lignine. Au cours du temps et exposé à la lumière, la lignine va réagir avec l’oxygène de l’air et se transformer en quinones (dossier complet sur les quinones), des composés chimiques qui vont progressivement teinter le papier en jaune.

Petite parenthèse : pour qualifier la propension d’un papier à jaunir, on utilise un indice particulier de concentration en lignine, l’indice Kappa (oui, comme les animaux mythologiques japonais).

Le jus de citron étant notamment constitué d’acide citrique mais surtout d’acide ascorbique (aussi appelé Vitamine C), il est donc probable qu’une dégradation des molécules du papier, à commencer par la lignine, par ces acides à l’endroit où le jus est appliqué puisse fragiliser le papier et donc expliquer sa réaction plus rapide à l’approche d’une source de chaleur.

Chimie, citron et eau oxygénée

Une autre méthode, moins connue mais très intéressante à étudier d’un point de vue chimique, est l’écriture à base d’une solution aqueuse de diiode (I2). Cette solution étant de couleur brune, il est possible d’écrire un message sur un papier puis, en ajoutant l’acide ascorbique du citron, la faire disparaître en réduisant les ions I2 en ions iodure I, qui sont des ions incolores.

Voici les demi-équations d’oxydoréduction qui interviennent pour la disparition du message :

I2 + 2e- = 2 I

C6H6O6 + 2H+ + 2e- = C6H8O6

Et l’équation bilan :

C6H8O6 + I2 –> C6H6O6 + 2H+ + 2I-

Pour faire réapparaitre le message, on peut utiliser de l’eau oxygénée qui va oxyder les ions I- qui, en présence de l’amidon ajouté sur certains papiers, va même se colorer en bleu.

D’abord, voici les demi-équations d’oxydoréduction qui vont intervenir dans l’oxydation de l’ion I- :

I2 + 2e- = 2I

H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O

Et l’équation bilan :

H2O2 + 2H+ + 2I–> I2 + 2H2O

Et pour la couleur bleu ? Il provient de la réaction entre le diiode et l’amidon et, plus précisément, de la fixation des molécules de diiode à l’intérieur des hélices d’amidon.

Pour aller plus loin :