Empreinte à l'iode

Révélez une empreinte digitale en utilisant de l'iode !

Difficulté :
Danger :
Durée :
20 minutes
Aperçu vidéo de l’expérience

Réactifs

Sécurité

  • Portez des gants et des lunettes de protection.
  • Réalisez l'expérience sur le plateau.
Règles générales de sécurité
  • Éviter tout contact des produits chimiques avec les yeux ou la bouche.
  • Éloigner les jeunes enfants, les animaux et les personnes sans équipement de protection des yeux de la zone où sont réalisées les expériences.
  • Ranger ce coffret d’expériences hors de portée des enfants de moins de 10 ans.
  • Nettoyer la totalité du matériel après utilisation.
  • S’assurer que tous les récipients sont hermétiquement fermés et convenablement stockés après utilisation.
  • S’assurer que tous les récipients vides sont correctement éliminés.
  • Ne pas utiliser d’autre matériel que celui fourni avec le coffret ou recommandé dans la notice d’utilisation.
  • Ne pas remettre les denrées alimentaires dans leur récipient d’origine. Les jeter immédiatement.
Informations générales de premiers soins
  • En cas de contact avec les yeux : laver abondamment à l’eau en maintenant les yeux ouverts si nécessaire. Consulter immédiatement un médecin.
  • En cas d’ingestion : rincer la bouche abondamment avec de l’eau, boire de l’eau fraîche. Ne pas faire vomir. Consulter immédiatement un médecin.
  • En cas d’inhalation : transporter la personne à l’extérieur.
  • En cas de contact avec la peau et de brûlures : laver abondamment à l’eau la zone touchée pendant au moins 10 minutes.
  • En cas de doute, consulter un médecin sans délai. Emporter le produit chimique et son récipient.
  • En cas de blessure, toujours consulter un médecin.
Conseils pour les adultes superviseurs
  • L’utilisation incorrecte des produits chimiques peut engendrer des blessures et nuire à la santé. Réaliser uniquement les expériences décrites dans les instructions.
  • Ce coffret d’expériences est à utiliser uniquement par des enfants de plus do 10 ans.
  • Compte tenu de très grandes variations des capacités des enfants, même au sein d’un groupe d’âge, il convient que les adultes surveillants apprécient avec sagesse quelles sont les expériences appropriées et sans risque pour les enfants. Il convient que les instructions permettent aux adultes surveillants d’évaluer chacune des expériences afin de pouvoir déterminer son adéquation à un enfant particulier.
  • Il convient que l’adulte surveillant s’entretienne des avertissements et des informations de sécurité avec l’enfant ou les enfants avant de commencer les expériences. Il convient d’accorder une attention particulière à la sécurité lors de la manipulation d’acides, d’alcalis et de liquides inflammables.
  • Il convient que la zone où sont réalisées les expériences soit sans obstacle et ne soit pas située près d’une réserve de denrées alimentaires. Il convient qu’elle soit bien éclairée et aérée, et à proximité d’une adduction d’eau. Il convient d’utiliser une table solide dont la surface est résistante à la chaleur.
  • Il convient d’utiliser complètement les substances contenues dans des emballages non refermables au cours d’une expérience, c’est-à-dire après l’ouverture de l’emballage.

FAQ et dépannage

J'ai attendu 10 minutes, mais mon empreinte digitale n'est toujours pas apparue.

L'iode pourrait s'évaporer lentement à cause d'une température peu élevée. Pour augmenter son taux d'évaporation, essayez de prendre doucement le gobelet dans votre main. La chaleur de votre main contribuera à augmenter la concentration de vapeur d'iode.

Mais, dans la plupart des cas, l’empreinte digitale elle-même est à blâmer. Consultez le prochain conseil pour plus de détails.

Comment puis-je obtenir la meilleure empreinte digitale possible ?

Le principal facteur qui influe sur la qualité des empreintes digitales est la quantité de graisse sur vos doigts. Si votre doigt est trop sec, votre empreinte digitale n'apparaîtra pas. Si votre doigt est trop gras, l’empreinte se matérialisera sous la forme d’une tache amorphe et ambiguë.

Si vous n’obtenez pas d’empreinte digitale nette, essayez d’essuyer davantage votre front (cela rendra vos doigts plus gras) ou, au contraire, ne l’essuyez pas du tout. Ou même, lavez-vous les mains avant de répéter l’expérience.

Une solution préparée devrait apporter de bons résultats pour au moins deux essais.

Instructions pas à pas

L'iodure de potassium KI contient des ions d'iode I, que nous pouvons transformer en molécules d'iode I2 en utilisant CuSO4.

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Contrairement aux criminels, nous voulons être sûrs de laisser des empreintes digitales.

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L'iode est plutôt volatil. Cela signifie que ses molécules quittent la solution facilement et se dispersent sous forme de gaz.

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L'iode colle très bien aux graisses, et nos empreintes digitales sont principalement constituées de graisses.

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Élimination des déchets

Jetez les déchets solides avec les ordures ménagères. Versez les solutions dans l'évier. Lavez à grande eau.

Description scientifique

L'iodure de potassium KI contient des ions d'iodure I- : ce sont des atomes d'iode  avec un électron supplémentaire et CuSO4 contient un ion Cu2+ , un atome de cuivre  avec deux électrons manquants. Cu2+ peut prendre un électron de I-  , le transformant en I0 . Ce dernier aime se lier par paires en formant des molécules d’iode I2 . Lorsque ces molécules d'iode se forment, la solution devient brune.

L'iode est plutôt volatil et peut facilement s'échapper d'une solution, mais les molécules d'iode ont tendance à s'accrocher à toutes les choses alentour. Par exemple, l'iode se dissout très bien dans les graisses, dont les empreintes digitales sont principalement constituées. Même la petite quantité de graisse des doigts peut contenir suffisamment de molécules d'iode pour colorer en brun et rendre clairement visibles des empreintes digitales, initialement incolores.

Même s'il existe de nombreuses autres méthodes permettant de révéler des empreintes digitales invisibles, celle-ci est particulièrement utile pour traiter des surfaces rugueuses et poreuses comme le papier. Les experts en criminalistique l'utilisent encore aujourd'hui pour aider à retrouver les criminels.

Comment se forme l'iode ?

L'iodure de potassium KI interagit avec le sulfate de cuivre CuSO4. Dans la solution, ces deux substances se séparent en ions :

KI → K+ + I

CuSO4 → Cu2+ + SO42–

Les ions de cuivre Cu2+ oxydent les ions d'iodure I en prenant un électron :

Cu2+ + I → Cu+ + I0

En conséquence, de l'iode moléculaire (I2) se forme :

I0 +I0 → I2

Comment l'empreinte digitale est-elle révélée ?

Les molécules d'iode s'échappent facilement de la solution à température ambiante, et des vapeurs d'iode commencent à remplir le gobelet en plastique. La vapeur d'iode imprègne les huiles résiduelles de l'empreinte digitale, et lui donnent une teinte brunâtre visible.

En savoir plus

Dans des conditions normales de température et de pression, l'iode est une substance cristalline solide avec un éclat métallique. Il est toutefois volatile, ce qui signifie qu'il se sublime facilement. L'iode peut aussi se vaporiser facilement des solutions d'eau. Les molécules d'iode (I2) étant non polaires, elles se dissolvent peu dans l'eau, mais sont solubles dans les solvants non polaires comme les huiles.

La charge nette, ou totale, d'une molécule de n'importe quelle substance est égale à zéro. Cependant, les composants chargés positivement et négativement peuvent être répartis de manière inégale au sein de la molécule. Dans ce cas, la molécule est appelée « polaire ». Dans les molécules constituées d'atomes d'un seul élément, tels que N2, Cl2, I2, S8, ou qui sont structurés symétriquement, comme le méthane (CH4) et le benzène (C6H6), les charges sont réparties de manière uniforme à l'intérieur de chaque molécule. Ces composés sont appelés « non polaires ». Les solvants non polaires comprennent l’essence, le kérosène, les huiles et les graisses. Par conséquent, la teneur en huile d'une empreinte permet de capturer temporairement les molécules d'iode dans cette empreinte. En d'autres termes, les molécules d'iode non polaires adhèrent temporairement aux huiles non polaires de l'empreinte digitale.

Pourquoi les empreintes digitales se décolorent-elles si rapidement ?

La couleur de l'empreinte digitale est déterminée par la présence de l'iode moléculaire, qui se lie aux huiles contenues dans les sécrétions de la peau. Cependant, ces liens ne sont que temporaires – l'iode finit par se sublimer. Cela provoque la décoloration de l’empreinte digitale au bout de 15 à 30 minutes environ.

I2↓ → I2

Le processus que nous rencontrons dans l'expérience est réversible. Au début, nous voyons que notre gobelet en plastique contient beaucoup d’iode, alors que l’empreinte digitale n'en contient pas. Ainsi, lors d'un processus appelé * diffusion *, au cours duquel les particules d'une substance particulière ont tendance à se répandre pour remplir plus ou moins uniformément un espace, des molécules d'iode pénètrent dans l'empreinte digitale. Plus tard, lorsque nous laissons invariablement notre empreinte digitale imprégnée d’iode exposée à l’air (qui ne contient que peu ou pas de molécules d’iode), les molécules d’iode quittent l’empreinte digitale et pénètrent dans l’air, en essayant de se répartir uniformément entre l’air et l’empreinte digitale. Mais comme il y a une quantité d'air apparemment infinie comparée au volume de l'empreinte digitale, toutes ou presque toutes les molécules d'iode abandonnent l'empreinte digitale et s'aventurent à l'air libre.

En savoir plus

Votre empreinte digitale finira par se décolorer, ce qui correspond à la disparition de l'iode. Le même processus peut être observé avec une tache d'iode sur les vêtements : la tache se décolorera avec le temps. L'iode est souvent utilisé comme désinfectant pour les éraflures et les coupures, et beaucoup de gens pensent que la tache d'iode sur la peau disparaît au fur et à mesure que l'iode est absorbé par le corps. En effet, une petite partie des molécules d'iode est absorbée, mais la majorité se sublime simplement directement de la surface de la peau dans l'atmosphère.

Existe-t-il un moyen de préserver la couleur de l’impression ?

La couleur de l’empreinte digitale peut être préservée en déposant une fine couche de poudre de fer carbonyle (Fe) hautement réactive directement sur l’empreinte digitale. Cela empêche l'iode de s'échapper de l'empreinte digitale et de retourner dans l'atmosphère ; au lieu de cela, l'iode réagit avec le fer carbonyle (Fe).

Fe + I2 → FeI2

Cette réaction produit de l'iodure de fer (FeI2), qui est d'une couleur brune rougeâtre stable. En raison de sa propension à de telles réactions, l’iode ne peut pas être utilisé pour révéler les empreintes digitales sur les surfaces métalliques, car il réagirait avec le métal et effacerait l’empreinte au lieu de la révéler.

La fumée d'iode est utilisée pour développer les empreintes digitales depuis le début du 20e siècle. Bien que les mêmes principes de base s'appliquent, l'équipement utilisé pour réaliser le processus a légèrement changé au fil des ans. Dans le vidéo suivant, vous pouvez observer divers outils utilisés par les professionnels aujourd'hui. Bien que l'équipement ne ressemble pas à une caméra traditionnelle, la chimie qui sous-tend les deux procédures est la même.

Ça, c’est intéressant !

Où utilise-t-on la méthode de révélation d'empreintes digitales à l'iode ?

Le principal avantage de cette méthode réside dans le fait que la coloration finit par disparaître. Cela nous laisse généralement suffisamment de temps pour prendre des photos de toutes les empreintes digitales révélées avant qu'elles ne disparaissent. Ainsi, dans certains cas, il s'agit d'une méthode essentielle (et la seule acceptable) pour rechercher des empreintes digitales.

Des preuves telles que des documents importants ou des œuvres d'art pourraient être complètement ruinées par d'autres méthodes d'empreintes digitales. Cependant, le traitement à l'iode a aussi ses limites : cette méthode ne peut pas être utilisée sur des surfaces métalliques, car l'iode réagit facilement avec la plupart des métaux.

Qu'est-ce que la science médico-légale ?

La science médico-légale (ou la criminalistique) consiste en l’application de la science aux lois pénales et civiles, généralement au cours d’une enquête criminelle. Elle a trait à une discussion ou à un examen effectué en public (le terme anglais, « forensic » est un mot d'origine latine).

Les spécialistes qui utilisent la criminalistique rassemblent, conservent et analysent en profondeur tout type de preuve scientifique susceptible de révéler des détails concernant le crime commis. Certaines procédures criminalistiques sont menées directement sur le lieu du crime – les criminologues recherchent des indices, des empreintes digitales, des traces de sang, etc. Ensuite, ils étudient tous les objets d’intérêt qu’ils trouvent : l'essentiel de l'action se déroule donc dans un laboratoire.

La science médico-légale comprend de nombreuses divisions et méthodes. En voici quelques unes :

la criminalistique d'art – authentifications d'oeuvres d'art, détection et identification de faux, d'oeuvres d'art falsifiées et copiées ; analyse des schémas de taches de sang – l'examen scientifique des schémas de projections de sang trouvés sur les lieux d'un crime, utilisés pour reconstruire ce qui s'est passé et comment ; la criminalistique numérique – l'application de méthodes et de techniques scientifiques pour récupérer des données d'appareils numériques et électroniques ; la dactyloscopie médico-légale – l'étude des empreintes digitales ; l'analyse médico-légale de l'ADN ; la géologie médico-légale – le travail avec des éléments de preuves sous forme de sols, poussières, minéraux, huiles ; la toxicologie médico-légale – l'étude de l'effet des drogues et des poisons sur ou dans le corps humain.

Il y a beaucoup d'autres divisions, comme le travail social, la psychologie, la météorologie, la microbiologie et même la sismologie ! Toute connaissance scientifique spécifique peut être extrêmement utile lorsqu'on enquête sur une scène de crime, tant pour analyser des preuves que pour identifier les coupables potentiels. En raison du grand nombre de divisions, plusieurs spécialistes en médecine légale possèdent une variété de compétences dans de nombreux domaines.

Quelles autres méthodes peuvent être utilisées pour colorer les empreintes digitales laissées sur du papier ?

Les poudres, malheureusement, ne peuvent pas révéler une empreinte digitale nette sur les surfaces de papier. Les particules de poudre adhèrent aux fibres de cellulose de la même manière qu’à une empreinte digitale. C'est pourquoi des méthodes chimiques sont normalement utilisées dans de tels cas. Certains produits chimiques spéciaux réagissent avec les composants d'empreintes digitales, ce qui permet à toutes les empreintes de se matérialiser avec une couleur durable.

Considérons la composition des résidus d’empreintes digitales. De tels résidus contiennent principalement des huiles, des acides aminés, des peptides, du chlorure de sodium (NaCl) et de l'eau. Fait intéressant : l’âge et le sexe semblent influencer la composition des résidus d’empreintes digitales. Par exemple, les empreintes digitales des nourrissons peuvent littéralement disparaître avec le temps car elles consistent principalement en composés volatils ! Les résidus de leurs empreintes digitales sont trop insignifiants pour être révélés par des méthodes classiques (poudres ou produits chimiques). Même les empreintes digitales des adultes disparaissent partiellement avec le temps. Heureusement, il est parfois suffisant de chauffer légèrement une empreinte digitale pour la rendre plus prononcée. Mais, que pouvons-nous faire si une telle astuce ne fonctionne pas ? Les détectives ont trouvé un moyen ! Ils utilisent un mélange contenant environ 3 % de fines particules de sulfure de molybdène (MoS2). Ce mélange aide généralement à révéler les empreintes digitales les plus délicates sur les surfaces lisses. Cette méthode fonctionne même sur les surfaces en verre exposées au feu !

Revenons à la question de la révélation des empreintes digitales sur du papier. La première méthode largement utilisée impliquait d’abord de traiter le papier au nitrate d’argent (AgNO3), puis de l’exposer à une lumière vive. Cette technique colorait les empreintes digitales de noir. Le chlorure de sodium (NaCl), généralement présent dans les empreintes digitales, est la clé de cette méthode, puisqu'il réagit avec le nitrate d'argent pour former du chlorure d'argent insoluble (AgCl). Ce dernier se décompose facilement sous une lumière vive, formant un précipité noir – argent métallique :

NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3

2AgClsolid → 2Ag↓ + Cl2

Un inconvénient de cette méthode est qu’elle tache partiellement le papier, ainsi que les empreintes digitales. Cet inconvénient a éliminé cette approche de l'utilisation populaire. Elle a été remplacée par une méthode appelée le « traitement à la ninhydrine ». La ninhydrine (C9H6O4) est une substance qui réagit avec les acides aminés et les peptides contenus dans les résidus d'empreintes digitales. Tout d'abord, une solution de ninhydrine incolore est appliquée, puis la feuille de papier est chauffée pour former un motif d'empreintes digitales clair de couleur magenta.

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photo: «Ninhydrin_staining_thumbprint» par Horoporo