Savons : propriétés, applications et illustrations
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- Expliquer le caractère amphiphile et les propriétés lavantes d’un savon à partir de la formule semi-développée de ses entités.
- Illustrer les propriétés des savons.
- Un savon est un mélange de carboxylate et de sodium (ou de potassium).
- L’ion carboxylate possède une partie hydrophile et une partie lipophile : il est amphiphile.
- L’ion carboxylate forme une monocouche autour d’une salissure d’origine organique et une bicouche autour d’une salissure d’origine minérale.
- L’ion
- La formule semi-développée
|
R—CO2Na |
avec :
|
Une chaine carbonée non ramifiée possède une formule brute de la forme CnH2n + 1 où les atomes de carbone réalisent tous 4 liaisons simples.
Chaine carbonée non ramifiée avec 6 atomes de carbone
Un savon est composé d’un ion
carboxylate R—CO
et d’un ion
sodium Na+
(ou potassium K+).
L’oléate de sodium de formule C17H33CO
Na+ est un carboxylate de sodium qui
possède une chaine carbonée contenant
17 atomes de carbone.Son modèle moléculaire est le suivant.
Exemple de modèle moléculaire d’un savon
Dans un modèle moléculaire, une boule noire correspond à un atome de carbone, une boule blanche correspond à un atome d’hydrogène, et une boule rouge correspond à un atome de d’oxygène.
Les ions carboxylate R—CO qui sont contenus dans les savons
possèdent deux parties : l’une est
hydrophile (et lipophobe) et l’autre
est lipophile (et hydrophobe).
- La partie CO est hydrophile : CO est chargée négativement, cette
partie attire donc les molécules d’eau,
qui sont des molécules polaires.
- La partie R est lipophile : R est électriquement neutre car elle est uniquement composée d’atomes de carbone et d’hydrogène, cette partie attire donc les corps gras qui sont des molécules organiques à longue chaine carbonée et qui sont des molécules apolaires.
Structure de l’ion carboxylate
- Hydrophile signifie « qui aime l’eau » et hydrophobe signifie « qui n’aime pas l’eau ».
- Lipophile signifie « qui aime la graisse » (ou les corps gras) et lipophobe signifie « qui n’aime pas la graisse » (ou les corps gras).
Les ions carboxylate sont des espèces amphiphiles, c’est-à-dire qu’elles ont une partie attirée par les molécules d’eau et une autre partie attirée par les molécules organiques telles que les corps gras (huile, beurre, etc.).
On peut aussi les représenter de manière schématique de la façon suivante.
Représentation de l’ion carboxylate
Le savon possède un pouvoir lavant : il peut éliminer les salissures de différentes sortes.
Les salissures peuvent avoir deux origines différentes : organiques (huiles, corps gras, graisses, etc.) ou minérales (terre, fruits, etc.).
- Les ions carboxylate interagissent avec les salissures d’une manière différente selon leur nature : soit par leur partie lipophile, soit par leur partie hydrophile.
- Les ions carboxylate se regroupent ensuite sous forme d’agrégats autour des salissures, ce qui permet leur élimination.
car c’est sa partie hydrophile.
Comme le groupe carboxylate CO2 est chargé négativement, il s’entoure de molécules d’eau polaires ; celles-ci sont en effet polaires et sont donc sensibles à l’interaction électrostatique (elles approchent la partie qui porte la charge +q, c’est-à-dire les atomes d’hydrogène).
Avec une salissure d’origine organique (graisse, beurre, huile, etc.), il se forme une monocouche de savon, c’est-à-dire qu’une seule couche d’ions carboxylate entoure la salissure.
La partie hydrophile est au contact de la salissure et la partie hydrophile au contact de l’eau.
Formation d’une monocouche
Avec une salissure d’origine minérale, il se forme une bicouche de savon, c’est-à-dire une double couche d’ions carboxylate entoure la salissure.
La partie lipophile est au contact de la salissure puis, pour la seconde couche, la partie hydrophile est au contact de l’eau.
Formation d’une bicouche
On dit que le savon est un tensioactif car il permet de solubiliser dans l’eau des substances qui ne le sont pas au départ (graisse, huile, corps gras, etc.).
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