Savons et détergents | Terminale Bac Pro — Groupement 5 (Chimie)
Dernière mise à jour : 12 juin 2026
Une esthéticienne utilise un savon pour nettoyer la peau de ses clientes. Le savon contient des molécules tensioactives, représentées par le schéma ci-dessous.
☐ deux têtes hydrophiles ☐ une tête hydrophile et une queue hydrophobe ☐ deux queues hydrophobes
a) La tête hydrophile « aime » l'eau. ☐ Vrai ☐ Faux
b) La queue hydrophobe est attirée par l'eau. ☐ Vrai ☐ Faux
1. Une molécule tensioactive possède une tête hydrophile et une queue hydrophobe.
2. Partie n°1 (le rond) : tête hydrophile. Partie n°2 (le trait) : queue hydrophobe.
3. a) Vrai : hydrophile signifie « qui aime l'eau ». b) Faux : hydrophobe signifie « qui fuit l'eau » ; la queue est attirée par les graisses.
4. La queue hydrophobe est attirée par les graisses (elle est lipophile).
À la maison, on veut nettoyer une assiette couverte de graisse. On la rince d'abord à l'eau seule : la graisse reste collée. On ajoute alors du liquide vaisselle (un détergent) : la graisse part.
| Étape | N° d'ordre |
|---|---|
| Mise en suspension : la graisse, enfermée dans une micelle, part dans l'eau de rinçage | …… |
| Adsorption : les queues hydrophobes pénètrent dans la graisse | …… |
| Décrochage : la graisse est décollée de l'assiette | …… |
☐ une bulle d'air entourée de savon
☐ une goutte de graisse enveloppée de molécules tensioactives
☐ un cristal de savon non dissous
1. L'eau et la graisse ne se mélangent pas (elles ne sont pas miscibles).
2. Ordre : Adsorption = 1, Décrochage = 2, Mise en suspension = 3.
3. Une micelle est une goutte de graisse enveloppée de molécules tensioactives.
4. Les têtes hydrophiles sont tournées vers l'eau (vers l'extérieur de la micelle) ; les queues hydrophobes sont tournées vers la graisse, à l'intérieur.
Au laboratoire, un laborantin compare le comportement d'un savon dans deux eaux différentes :
| Tube | Contenu | Observation après agitation |
|---|---|---|
| Tube 1 | eau douce + savon | mousse abondante, liquide limpide |
| Tube 2 | eau dure (calcaire) + savon | très peu de mousse, dépôt blanc |
☐ Na⁺ et Cl⁻ ☐ Ca²⁺ et Mg²⁺ ☐ H₃O⁺ et OH⁻
☐ le savon ☐ le détergent synthétique
a) Depuis 2007, les phosphates sont interdits dans les lessives domestiques en France. ☐ Vrai ☐ Faux
b) Les polyphosphates rejetés dans les rivières sont sans danger pour les poissons. ☐ Vrai ☐ Faux
1. Une eau dure contient beaucoup d'ions calcium Ca²⁺ et magnésium Mg²⁺.
2. Le savon réagit avec les ions Ca²⁺ de l'eau dure et forme un précipité insoluble (le « savon de calcium ») : c'est le dépôt blanc. Le savon perd alors son pouvoir lavant.
3. Le détergent synthétique : il ne forme pas de précipité avec les ions Ca²⁺ et Mg²⁺, il reste donc efficace en eau dure.
4. a) Vrai : les phosphates sont interdits dans les lessives domestiques en France depuis 2007. b) Faux : ils provoquent la prolifération des algues, qui consomment l'oxygène de l'eau ; les poissons meurent par asphyxie.
5. Ce phénomène s'appelle l'eutrophisation.
1. Un tensioactif est une molécule qui possède une tête hydrophile (qui aime l'eau) et une queue hydrophobe (qui fuit l'eau, attirée par les graisses). Schéma : un rond (tête hydrophile) relié à un trait (queue hydrophobe).
2. C'est la saponification : réaction entre un corps gras et une base (soude NaOH ou potasse KOH).
3. Le savon est d'origine naturelle : il est obtenu par saponification d'un corps gras. Le détergent synthétique est fabriqué par synthèse chimique à partir de dérivés du pétrole (pétrochimie).
Un technicien qualité en bio-industries supervise le nettoyage d'une cuve de production couverte de salissures grasses. Le protocole impose un lavage à l'eau additionnée d'un détergent.
1. L'eau et les graisses ne sont pas miscibles : l'eau seule glisse sur la salissure grasse sans la dissoudre ni la décoller.
2. ① Adsorption : les molécules tensioactives se placent à la surface de la graisse, queues hydrophobes plantées dans la graisse, têtes hydrophiles dans l'eau. ② Décrochage : les tensioactifs décollent la salissure de la paroi de la cuve. ③ Mise en suspension : la graisse est enfermée dans des micelles qui restent en suspension dans l'eau et sont évacuées au rinçage.
3. Schéma attendu : une sphère ; au centre, la goutte de graisse ; tout autour, les molécules tensioactives avec les queues hydrophobes vers l'intérieur (dans la graisse) et les têtes hydrophiles vers l'extérieur, en contact avec l'eau.
4. En diminuant la tension superficielle, le tensioactif permet à l'eau de mieux mouiller les surfaces (et de pénétrer les recoins ou les tissus) : le nettoyage est plus efficace.
L'étiquette d'un bidon de lessive liquide, qui contient en partie du savon, conseille deux doses différentes selon la dureté de l'eau de la commune.
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Dose conseillée par lavage en eau douce | 75 mL |
| Dose conseillée par lavage en eau dure | 95 mL |
| Volume du bidon | 3,0 L (soit 3 000 mL) |
1. En eau dure, une partie du savon réagit avec les ions Ca²⁺ et Mg²⁺ et forme un précipité insoluble : cette partie ne lave plus. Il faut donc une dose plus grande pour garder la même efficacité.
2. En eau douce : \( \dfrac{3\,000}{75} = \mathbf{40} \) lavages. En eau dure : \( \dfrac{3\,000}{95} \approx 31{,}6 \), soit 31 lavages complets.
3. VAL : Oui : en eau dure la dose est plus grande, donc le nombre de lavages est plus petit (31 < 40). ✓
1. Parce qu'ils provoquent l'eutrophisation des lacs et rivières. Ils ont été remplacés par des zéolites (silicates d'aluminium), moins polluantes.
2. COM : Exemple de réponse : « ① Les phosphates rejetés enrichissent l'eau en nutriments. ② Les algues prolifèrent en surface. ③ En se décomposant, les algues consomment l'oxygène dissous dans l'eau. ④ Les poissons et les autres organismes aquatiques meurent par manque d'oxygène. »
1. L'eau et les graisses ne sont pas miscibles : l'eau seule ne peut ni dissoudre ni emporter une salissure grasse. La molécule tensioactive fait le lien entre l'eau et la graisse : sa queue hydrophobe s'ancre dans la graisse tandis que sa tête hydrophile reste dans l'eau, ce qui permet de décoller la salissure puis de l'emporter dans l'eau sous forme de micelles.
2. Les tensioactifs diminuent la tension superficielle de l'eau. L'eau « s'étale » alors mieux : elle mouille mieux les surfaces et pénètre dans les fibres du tissu, ce qui rend le lavage plus efficace.
3. Lipophile signifie « attiré par les graisses » : la queue hydrophobe est lipophile.
Un laborantin contrôle la matière première d'une savonnerie : le stéarate de sodium, de formule CH3–(CH2)16–COO–, Na+.
1. Partie hydrophobe : la longue chaîne carbonée CH3–(CH2)16–. Partie hydrophile : le groupe carboxylate –COO–.
2. Schéma : un trait (la chaîne carbonée, queue hydrophobe) relié à un rond (le groupe –COO–, tête hydrophile).
3. Par saponification : réaction entre un corps gras et une base (soude NaOH — ou potasse KOH pour les savons mous).
4. En eau douce, les molécules de savon forment des micelles autour des graisses et les mettent en suspension : le lavage fonctionne. En eau dure, les ions Ca²⁺ et Mg²⁺ réagissent avec les ions carboxylate et forment un précipité insoluble (savon de calcium) : les molécules précipitées ne sont plus disponibles pour former des micelles, le pouvoir lavant chute.
Pour choisir le produit lavant d'une blanchisserie située dans une région calcaire, un laborantin réalise trois essais :
| Tube | Contenu | Observation |
|---|---|---|
| T1 | eau douce + savon | mousse abondante, aucun dépôt |
| T2 | eau dure + savon | très peu de mousse, dépôt blanc |
| T3 | eau dure + détergent synthétique | mousse abondante, aucun dépôt |
1. Dans T2, le savon réagit avec les ions Ca²⁺ et Mg²⁺ de l'eau dure : il se forme un précipité blanc insoluble (savon de calcium). Comme une grande partie du savon est immobilisée dans ce précipité, il reste peu de tensioactif libre dans l'eau : peu de mousse et peu de pouvoir lavant.
2. VAL : En eau dure, seul le détergent synthétique (T3) garde toute son efficacité (mousse abondante, pas de précipité). La blanchisserie, en région calcaire, doit donc choisir un détergent synthétique.
3. Augmentation : \(95 - 75 = 20\) mL. Pourcentage : \( \dfrac{20}{75} \times 100 \approx \mathbf{27\ \%} \) (26,7 %).
1. COM : Exemple de réponse : « Les polyphosphates autrefois ajoutés aux lessives adoucissaient l'eau, mais leur rejet provoquait l'eutrophisation des rivières : enrichis en nutriments, les milieux voyaient les algues proliférer ; en se décomposant, celles-ci consommaient l'oxygène dissous et les organismes aquatiques mouraient par asphyxie. C'est pourquoi les phosphates sont interdits dans les lessives domestiques en France depuis 2007. Ils sont aujourd'hui remplacés par des zéolites, des silicates d'aluminium beaucoup moins polluants, qui piègent eux aussi les ions calcium et magnésium. »