Aurélie 10 /02

fabrication d'un savon




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Depuis très longtemps, la réaction de saponification des triglycérides (triesters du glycérol) par la soude (solution aqueuse d.hydroxyde de sodium) permet la fabrication du savon, les triglycérides utilisés étant des mélanges de graisses et d'huiles. Ce procédé est encore utilisé et 90 000 tonnes de savon sont ainsi fabriqués en France chaque année. Les triglycérides ont une formule développée de la forme :
Phase A : démarrage de la saponification

La qualité et la finesse de l'émulsion (mélange forcé de deux liquides non miscibles) produite lors de l'agitation du mélange réactionnel des réactifs influe sur la vitesse de démarrage de la réaction.

Phase B : saponification

Les ions carboxylate formés au cours de la première phase facilitent la dispersion de la graisse dans l'eau grâce à la formation de micelles

Phase C : fin de la saponification

On rappelle pour la compréhension de ces trois phases :

- que les graisses et les huiles sont non miscibles (insolubles) dans l'eau ;

- que dans l'eau, les micelles sont des agglomérats d.ions carboxylate.

  1. Interprétation des propriétés du savon
    - Écrire l.équation de la réaction de saponification d'un triglycéride par la soude.
    - Indiquer quelles sont les parties hydrophile et hydrophobe de l'ion carboxylate.
  2. Interprétation de la courbe
    - Décrire l'évolution de la vitesse de saponification au cours de chacune des trois phases.
    - Expliquer pourquoi lors de la phase A, l'émulsion n'est pas de bonne qualité.
    - Quel est alors l'intérêt d'agiter ?
    - Expliquer l'expression du texte : « Les ions carboxylate formés au cours de la première phase facilitent la dispersion de la graisse dans l'eau grâce à la formation de micelles ». Faire un schéma.
    - Quel intérêt y a-t-il à disperser la graisse dans l'eau ?
    - Citer le facteur cinétique qui explique que, lors de la phase C de fin de saponification, la vitesse de la réaction diminue. Justifier la réponse.
  3. Un procédé discontinu de fabrication du savon : le procédé marseillais
    Ce procédé très ancien a été amélioré au cours du temps, particulièrement à Marseille d'où le nom de procédé marseillais qui lui est souvent donné.
    Sur un fond de savon provenant d'une cuve précédente et à ébullition, on envoie en même temps et à débit mesuré la graisse et la soude de telle façon que la réaction de saponification se fasse au fur et à mesure.

    On fait bouillir le mélange grâce à la vapeur d'eau qui circule au fond de la cuve dans un serpentin. Ce procédé est qualifié de discontinu» car on vide la cuve périodiquement pour récupérer le savon.

    -En s'appuyant sur le texte, compléter la légende du schéma en associant à chaque numéro un terme (matériel, substances chimiques). Les flèches en trait pointillé représentent du matériel alors que les flèches en trait plein représentent ce qui est introduit.
    - Etant donné ce qui a été vu en première partie, pourquoi introduit-on « un fond de savon » dans la cuve ?
    - Par quel moyen le mélange est-il porté à ébullition ? Quel est l'intérêt de faire bouillir le mélange ?

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corrigé

Soit R -COO- l'ion carboxylate formé.

R est la partie hydrophobe et COO- est la partie hydrophile.

la vitesse est égale au coefficient directeur de la tangente à la courbe à la date t donnée.

Au cours de la phase de démarrage, la courbe n'est pas très inclinée donc la vitesse de la réaction n'est pas très grande.

Lors de la phase de saponification rapide, la courbe croît de façon beaucoup plus importante au cours du temps, on en déduit donc que la vitesse est plus grande.

Enfin au cours de la phase de fin de saponification, la courbe tend vers une asymptote horizontale ce qui signifie que la vitesse tend vers 0.

Phase A : il est rappelé au début du sujet que les graisses et les huiles sont insolubles dans l'eau. Or la réaction de saponification met en jeu des triglycérides et de la soude, deux substances insolubles.

Pour maintenir l'émulsion de deux substances non miscibles, il est nécessaire d'agiter.

Phase B : les ions carboxylate vont se lier :

- par leur partie l'eau contenue dans la solution de soude ;

- par leur partie hydrophobe aux molécules de triglycéride

Il y aura ainsi formation de micelles.

disperser la graisse dans l'eau, permet de faciliter la « rencontre entre les molécules de triglycérides et les ions hydroxyde.

Au fur et à mesure que la réaction de saponification a lieu, les concentrations des réactifs diminuent ; ceci entraîne la diminution de la vitesse de la réaction lors de la troisième phase.


1. La graisse et la soude

2. La vapeur d.eau

3. La cuve

4. Le fond de savon

5. Le serpentin

Le savon, en rendant miscibles les deux réactifs, augmente la vitesse de la réaction.

La vapeur d'eau qui circule au fond de la cuve dans un serpentin, permet de porter le mélange à ébullition.

Une température élevée augmente la vitesse de la réaction.



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