Le Savon Les tensioactifs

Le Savon Le savon est composé de molécules tensioactifs appelé molécules amphiphiles. Une même molécule possède deux propriétés opposées sur ses extrémités. Comment? Les molécules amphiphiles possèdent une tête et une chaine carbonée. Un groupement carboxylate (COO-) constitue la «Tête» de la molécule de savon appelée hydrophile : qui aime l'eau. Ce groupement est de charge négative et montre une forte affinité avec l'eau, elle même polaire. L'eau : l’eau H2O est une molécule polaire. L’oxygène attire davantage les doublets liants vers lui, ceci atribue des charges partielles à O et aux H.

La deuxième partie est une chaîne hydrocarbonée qui constitue la «queue» de la molécule. Cette partie est dite «hydrophobe» et «lipophile» car elle retient les graisses. Elle est apolaire. Lorsque les atomes d'une molécule attirent les électrons de la liaison de façon symétrique, il n’y a pas de formation de pôle, cette molécule devient apolaire comme la queue des savons. Cette molécule modifie la tension superficielle...

Tension Superficielle: La tension superficielle est la tension qui existe à la surface de séparation de deux milieux. Cet effet permet par exemple aux insectes de marcher sur l’eau (une araignée d’eau), la formation des bulles de savon et explique la capillarité (comportement des liquides dans des tubes fins, exemple: La forme du ménisque, les forces d’adhésion qui forment un raccordement géométrique.) La tête hydrophile d'un tensioactif va être du coté de l’eau et la queue hydrophobe à l’extérieur de l’eau (ici l’air): C’est ce qui permet de séparer les deux milieux.

Schéma de la tension superficielle Aussi le savon possède des propriétés tensio-actives réduisant la tension entre l'eau et l’acide gras. De cette manière l'eau et les graisses se mélangent. Lorsque les molécules de savons sont dans l'eau les deux parties vont tenter de se mettre dans la configuration adaptée. Elles vont donc s'accumuler à la surface de l'eau. La partie hydrophobe sera hors de l'eau et la partie hydrophile en contact avec l'eau. Mais une fois la surface recouverte de molécule de savon les autres doivent trouver une autre solution pour atteindre cette configuration :

Soit elles se rassemblent et se placent de façon circulaire, les têtes hydrophiles du côté de l'eau protègent les queues hydrophobes qui sont, elles, au centre de ce regroupement. Les têtes vont réagir entre elles. Tête hydrophile Queue hydrophobe Eau Soit elles trouvent une tâche de graisse et les queues s'y enfoncent. Il se forme alors un complexe que l'on nomme "micelle". Les queues apolaires sont orientées vers l'intérieur, où elles réagissent avec les matières grasses à dissoudre. Les têtes chargées négativement sont à la surface de la micelle et réagissent avec l'eau environnante et entre elles. Queue hydrophobe Corps gras Tête hydrophile Eau

EXPÉRIENCES!!

Expérience 1 : A la surface de l’eau les molécules d’eau se regroupent entre elles formant un petit film: il y a tension superficielle ce qui permet au trombone de flotter à la surface. Pourtant elle a une densité supérieure à celle de l’eau, mais en la déposant délicatement elle reste sur la membrane (tendue) de l’eau, comme un support. En y déposant le savon, cette tension superficielle se casse donc il n’y a plus de membrane, le trombone coule. Trombone + Eau+ Savon

Expérience 2 : Lait + Colorants + Liquide vaisselle Le lait est constitué en partie d’eau et du gras. Le liquide vaisselle est un produit qui permet de mélanger deux entités non miscibles au départ. Ici le lait et le colorant. Donc, à la surface du lait, les molécules d’eau du lait forment une sorte de membrane tendue appelé tension superficielle

Alors en touchant la surface du lait avec du produit vaisselle, on affaiblit la tension superficielle et les gouttes d’encres se dispersent progressivement. Le liquide vaisselle joue ici la fonction d’un agent de dispersion, c’est-à-dire que les molécules amphiphiles du liquide vaisselle dispersent les éléments non miscibles entre eux et les mélangent. 1. 3. 2.

Photo de l’expérience

Expérience 3 : 4 Allumettes + eau+ savon On dispose 4 allumettes au centre pour former une sorte de croix. Lorsque l'on met du savon au centre des allumettes, on casse la peau. Mais sur les bords elle reste tendue. Résultat la peau est tirée sur les côtés comme un trou et les allumettes suivent.

Photo de l’expérience

Expérience 4 : Le Poivre : Eau + Poivre + Savon Même principe que les allumettes, le poivre (qui est placé au centre) va s’écarter au contact du liquide vaisselle. Mais là on comprend bien que les molécules amphiphiles du liquide vaisselle vont former des micelles sphériques autour du poivre.

Photo de l’expérience

Expérience 5: Mini bateau en papier + eau + savon Lorsque le bateau est déposé sans savon, la tension superficielle de l’eau s’applique de manière équivalente sur tous les côtés de la pièce de papier, le système est donc en équilibre. Une molécule de savon possède un côté qui se lie avec l’eau (hydrophile) et un côté qui se lie avec autre chose (graisse par exemple, on dit alors hydrophobe). En se mélangeant à l’eau, les molécules de savon cassent la tension superficielle de l’eau. La surface de l’eau se « déchire » en entraînant le bateau. Cependant, après quelque temps, les molécules de savon se répandent dans l'eau du récipient et font diminuer la tension superficielle à l'avant du bateau. Par conséquent, celui-ci ralentit et s'arrête, car les forces (voir schéma suivant) redeviennent égales. Ça va ? Bateau…

Schéma de l’expérience du bateau

Expérience 6: Matériels : Eau +Huile + Savon On sait tous que l’eau et l’huile ne se mélangent pas. En mettant 1/3 d’eau dans un verre avec un peu d’huile on remarque bien que ça reste hétérogène. Même en les mélangeant à nouveau. Parce que l’huile n’est pas miscible avec l’eau. On ajoute du liquide vaisselle (savon), et on mélange : l’eau et l’huile restent homogène pendant un certain temps…

VIVE LE SAVON !