Savons et détergents | Terminale Bac Pro (Groupement 5) | Physique-Chimie
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Capacités et connaissances du programme :
C1 – Décrire la structure d'une molécule tensioactive (tête hydrophile, queue hydrophobe)
C2 – Expliquer l'action lavante d'un savon ou d'un détergent (formation d'une micelle)
C3 – Distinguer un savon d'un détergent (comportement en eau dure)
C4 – Analyser les enjeux environnementaux (polyphosphates, eutrophisation)
C1 — Décrire la structure d'une molécule tensioactive
Une molécule tensioactive a deux parties :
• une tête hydrophile (groupe polaire ou ionique) qui aime l'eau ;
• une queue hydrophobe (longue chaîne carbonée) qui fuit l'eau et aime les graisses.
On la schématise par un rond (tête) relié à un trait (queue).
Exercice 1
Compléter : une molécule tensioactive possède une tête ………… qui aime l'eau et une queue ………… qui aime les graisses.
Une tête hydrophile (aime l'eau) et une queue hydrophobe (aime les graisses, fuit l'eau).
Exercice 2
Sur le schéma ci-dessous d'une molécule tensioactive, indiquer quelle partie est hydrophile, quelle partie est hydrophobe, et ce que chacune attire (eau ou graisse).
Molécule tensioactive : rond (tête) + chaîne (queue).
Le rond = tête hydrophile : elle attire l'eau.
La chaîne = queue hydrophobe : elle attire les graisses (et fuit l'eau).
Exercice 3
Le stéarate de sodium (un savon) a pour formule CH₃–(CH₂)₁₆–COO⁻, Na⁺. Identifier la partie hydrophobe et la partie hydrophile.
Partie hydrophobe : la longue chaîne carbonée CH₃–(CH₂)₁₆–.
Partie hydrophile : le groupe carboxylate –COO⁻ (ionique).
Exercice 4
Vrai ou faux ? Justifier brièvement.
a) La queue hydrophobe est une chaîne carbonée.
b) La tête hydrophile fuit l'eau.
c) Un tensioactif ne possède qu'une seule partie.
a) Vrai : la queue hydrophobe est une longue chaîne carbonée.
b) Faux : la tête hydrophile aime l'eau ; c'est la queue qui la fuit.
c) Faux : un tensioactif a deux parties (tête hydrophile + queue hydrophobe).
C2 — Expliquer l'action lavante (formation d'une micelle)
Le lavage se fait en 3 étapes : adsorption (les queues se plantent dans la graisse) →
décrochage (la salissure se détache) → mise en suspension (formation d'une
micelle, évacuée au rinçage). Dans une micelle, les queues hydrophobes sont vers
l'intérieur (graisse) et les têtes hydrophiles vers l'extérieur (eau).
Exercice 1
Pourquoi l'eau seule ne suffit-elle pas à enlever une tache de graisse ?
Parce que l'eau et les graisses ne se mélangent pas. Il faut un tensioactif pour faire le lien entre l'eau et la graisse et permettre de l'évacuer.
Exercice 2
Remettre dans l'ordre les 3 étapes du lavage : mise en suspension (micelle) — adsorption — décrochage. Décrire brièvement chaque étape.
1) Adsorption : les queues hydrophobes pénètrent dans la graisse, les têtes hydrophiles restent dans l'eau.
2) Décrochage : la salissure se détache du support, entourée de tensioactifs.
3) Mise en suspension : la graisse forme une micelle évacuée au rinçage.
Exercice 3
Qu'est-ce qu'une micelle ? Décrire l'orientation des têtes et des queues des tensioactifs qui la composent.
Une micelle est un agrégat sphérique de tensioactifs. Les queues hydrophobes sont tournées vers l'intérieur (elles emprisonnent la graisse) et les têtes hydrophiles vers l'extérieur (en contact avec l'eau).
Exercice 4
Les tensioactifs diminuent la tension superficielle de l'eau. Expliquer en quoi cette propriété améliore le lavage.
En diminuant la tension superficielle, l'eau mouille mieux les surfaces et pénètre plus facilement dans les tissus. Elle atteint donc mieux les salissures, ce qui améliore le nettoyage.
Exercice 5
Un technicien de laboratoire teste un dégraissant sur une plaque tachée d'huile. Décrire, à l'échelle des molécules, comment le tensioactif décolle puis évacue la salissure.
Les queues hydrophobes se plantent dans l'huile tandis que les têtes hydrophiles restent dans l'eau (adsorption). La salissure se détache de la plaque (décrochage), puis elle est entourée de tensioactifs formant une micelle maintenue en suspension dans l'eau et évacuée au rinçage.
C3 — Distinguer savon et détergent (comportement en eau dure)
Savon : tensioactif obtenu par saponification d'un corps gras (carboxylate). Détergent synthétique : tensioactif fabriqué par synthèse chimique.
Une eau dure est riche en ions Ca²⁺ et Mg²⁺. En eau dure, le savon précipite
(dépôt blanc, peu de mousse) ; le détergent synthétique reste efficace.
Exercice 1
De quoi dépend la dureté d'une eau ? Citer les deux ions concernés.
La dureté dépend de la teneur en ions calcium Ca²⁺ et magnésium Mg²⁺. Plus l'eau en contient, plus elle est dure (calcaire).
Exercice 2
Indiquer, pour chaque affirmation, s'il s'agit du savon ou du détergent synthétique :
a) Obtenu par saponification d'un corps gras.
b) Fabriqué par synthèse chimique.
c) Forme un précipité en eau dure.
a) Savon.
b) Détergent synthétique.
c) Savon (précipité avec les ions Ca²⁺/Mg²⁺).
Exercice 3
On agite du savon dans deux eaux différentes. Le tableau donne les observations.
Eau
Observation avec du savon
Eau douce
mousse abondante, pas de dépôt
Eau dure (calcaire)
peu de mousse, dépôt blanc
Expliquer la différence à l'aide des ions Ca²⁺.
En eau dure, le savon réagit avec les ions Ca²⁺ (et Mg²⁺) pour former un carboxylate de calcium insoluble (« savon de calcium ») : c'est le dépôt blanc. Le savon étant consommé, il mousse peu et perd son pouvoir lavant. En eau douce, il n'y a pas ces ions : le savon reste efficace.
Exercice 4
Un technicien formulateur en détergence conçoit une lessive pour une région où l'eau est très calcaire. Doit-il privilégier un savon ou un détergent synthétique ? Justifier.
Il doit privilégier un détergent synthétique : contrairement au savon, il ne précipite pas avec les ions Ca²⁺ et Mg²⁺ et conserve donc son efficacité en eau dure.
C4 — Analyser les enjeux environnementaux (polyphosphates)
Les polyphosphates adoucissaient l'eau des lessives en piégeant Ca²⁺ et Mg²⁺.
Rejetés dans l'eau, ils provoquent l'eutrophisation (prolifération d'algues →
manque d'oxygène → mort des organismes). Depuis 2007, les phosphates sont interdits
dans les lessives domestiques en France ; ils sont remplacés par des zéolites.
Exercice 1
À quoi servaient les polyphosphates dans les lessives ?
Ils adoucissaient l'eau en piégeant les ions calcium Ca²⁺ et magnésium Mg²⁺, ce qui améliorait le pouvoir lavant de la lessive.
Exercice 2
Remettre dans l'ordre les étapes de l'eutrophisation causée par les phosphates :
— mort des poissons par manque d'oxygène ;
— enrichissement de l'eau en nutriments ;
— prolifération des algues ;
— décomposition des algues qui consomment l'oxygène.
1) enrichissement de l'eau en nutriments →
2) prolifération des algues →
3) décomposition des algues qui consomment l'oxygène →
4) mort des poissons par manque d'oxygène.
Exercice 3
Une boîte de lessive récente porte la mention « sans phosphates ».
a) Depuis quelle année les phosphates sont-ils interdits dans les lessives domestiques en France ?
b) Par quelle substance les a-t-on remplacés ?
a) Depuis 2007.
b) Par des zéolites (silicates d'aluminium), moins polluantes.
Exercice 4
Un technicien formulateur en détergence veut concevoir une lessive « respectueuse de l'environnement ». Citer deux choix qu'il peut faire pour limiter l'impact du produit sur les milieux aquatiques, et justifier.
— Utiliser des zéolites au lieu des polyphosphates : on évite l'eutrophisation.
— Choisir des tensioactifs biodégradables : ils se dégradent dans l'environnement sans s'y accumuler, ce qui réduit la pollution des eaux.