Un savon fait maison. Bac Métropole 09 / 2023.

Le savon est un produit d’hygiène connu depuis l’Antiquité. Concurrencé de nos jours par les savons liquides,
le savon solide reste très utilisé pour se laver les mains et peut être fabriqué à la maison. La transformation
chimique qui en permet la fabrication est la saponification : un corps gras, comme l’huile d’olive, est hydrolysé
en milieu basique pour former le savon et du glycérol.
L’objectif de cet exercice est d’analyser un protocole de saponification à froid proposé par un site internet et
de le comparer à un protocole de saponification artisanale historique.
Données :
Dans tout l’exercice, on considère que l’huile d’olive est uniquement constituée d’oléine ;
- masse volumique de l’huile d’olive : r = 0,91 g·mL^–1 .
La saponification de l’oléine est considérée comme totale. L’équation de la réaction modélisant cette transformation est donnée ci-dessous :

1. Un savon surgras fait maison.
Q1. Nommer la famille chimique à laquelle appartient la molécule d’oléine et préciser son groupe caractéristique.

Q2. Donner la formule brute du glycérol, noté A dans l’équation de saponification de l’oléine.

C₃H₈O₃.

On donne sur la figure ci-dessous la formule topologique de l’ion oléate, qui possède des propriétés lavantes.
Cette molécule est amphiphile : elle possède une partie hydrophile, entourée sur la figure, et une partie
lipophile qui correspond à la chaîne carbonée. Une représentation schématique de cette molécule est
également donnée sur la figure.

Q3. Choisir parmi les deux schémas ci-dessous, celui qui illustre les propriétés lavantes des savons. Justifier
ce choix.

La partie lipophile ( hydrophobe) se fixe sur la peau grasse.
On donne ci-dessous un protocole de fabrication d’un savon à base d’huile d’olive élaboré à partir d’un site
internet :
- introduire 50 mL d’eau dans un bécher et ajouter très doucement 25 g d’hydroxyde de sodium solide
en agitant régulièrement jusqu’à dissolution complète ;
- verser doucement 220 mL d’huile d’olive en agitant pendant une heure pour obtenir une pâte épaisse ;
- couler la pâte dans un moule, recouvrir hermétiquement de film alimentaire ;
-après 48 h, démouler le solide et laisser à l’air libre au moins 6 semaines pour obtenir le savon.
Ce protocole est accompagné d’une consigne importante : « la saponification est dangereuse et nécessite de
porter une blouse, des lunettes de protection et des gants ».
Q4. Déterminer la concentration en quantité de matière de la solution d’hydroxyde de sodium préparée dans
la première étape du protocole en supposant que la dissolution s’effectue sans variation de volume.
Commenter.
n = masse (g) / masse molaire NaOH = 25 / 40 = 0,625 mol.
Concentration = quantité de matière (mol) / volume (L) =0,625 / 0,050=12,5 mol / L, valeur très élevée.
Q5. Indiquer, en justifiant, l’évolution attendue du pH du milieu au cours de la fabrication du savon.
L'hydroxyde de sodium est un réactif, il est en partie consommé : la concentration en ion hydroxyde diminue et le pH diminue.
Q6. Déterminer la masse restante d’oléine à l’état final.
Masse d'huile d'olive : volume ( mL) x masse volumique ( g / mL) =220 x 0,91 =200,2 g.
M(oléine) = 884 g / mol.
Quantité de matière d'huile d'olive : n(oléine) = 200,2 / 884 =0,226 mol.
n(oléine) / 1 = 0,226 mol ; n(soude) / 3 = 0,625 / 3 =0,208 mol.
La soude est donc en défaut et l'huile d'olive est en excès de 0,226-0,208 =0,018 mol.
On appelle surgraissage le pourcentage en masse d’huile non saponifiée lors de la fabrication du savon. La
plupart des savons ont un surgraissage compris entre 5 % et 10 %.
Q7. Déterminer le surgraissage du savon obtenu par cette méthode.
0,018 / 0,226 x100 ~ 8 %.