Tensioactifs. Bac S Liban 2014

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L'ion dodécylsulfate est schématisé ci-après.
Indiquer la partie hydrophile et la partie hydrophobe de cet ion.
Les tensioactifs possèdent un groupe caractéristique hydrophile et une longue chaîne carbonée hydrophobe.

La partie A est hydrophile ; la partie B est hydrophobe.
Représenter à l'aide d'un schéma, la manière dont les tensioactifs se placent à la surface de l'eau.
Lors de l'action d'un agent tensio-actif il y a formation de micelles.
Le schéma ci-dessous représente une micelle de type " huile dans l'eau".
 
1 : huile
2 :  partie hydrophile du tensioactif
3 : partie hydrophobe du tensio-actif
4 : eau.

En moyenne, la masse molaire des micelles de SDS dans l'eau est égale à 17 kg /mol.

Le nombre d'ions dodécylsulfate présents dans la micelle représentée ci-dessus correspond-il à la réalité ?
M(SDS) = 288 g/mol.
17 / 0,288 =59.  Le schéma correspond imparfaitement à la réalité.
L'apparition de micelles se produit au delà d'une certaine concentration massique en tensioactif, appelée concentration micellaire critique ( CMC) exprimée en g/L.
Déterminer la valeur manquante du tableau suivant.
C : concentration du SDS dans le mélange maintenu à température constante.
Une solution de SDS de concentration molaire CSDS = 0,040 mol/L est préparée à l'avance. On introduit dans un becher 75 mL d'eau distillée et on ajoute un volume V de la solution de SDS.
V(mL)
2,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
50,0
C (mmol/L)
1,0
2,5
4,71
6,67
8,42
10,0
11,4
12,7
13,9
16
s( mS m-1)
9,07
21,8
41,1
55,5
65,0
72,0
77,6
82,7
87,6
96,0
C =  CSDS V / (75+V) = 0,040*5 / 80 = 2,5 10-3 mol/L = 2,5 mmol/L.



La courbe suivante tracée à partir des mesures expérimentales permet de déterminer, par une méthode graphique, la concentration micellaire critique.
Quelles sont les grandeurs représentées en abscisse et en ordonnée ? Préciser les unités.


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Justifier le fait que la valeur d la CMC peut être déduite de l'abscisse du point de rupture de pente.
La conductivité  de la solution est proportionnelle à la concentration des ions en solution.
Pour de faible concentration en SDS, les ions présents sont l'ion sodium et l'ion
dodécylsulfate.
Pour des concentrations plus importantes, les espèces ioniques sont l'ion sodium et les micelles, de conductivité molaire ionique inférieure à celle des ions dodécylsulfate.
On verse 0,30 g de SDS dans 200 mL d'eau distillée. La solution obtenue comporte-t-elle des micelles ?
La CMC déterminée graphiquement est de 6,8 10-3 mol/L soit 6,8 10-3*288 ~2 g/L.
Concentration massique du SDS : 0,30 / 0,200 = 1,5 g/L.
Cette valeur étant inférieure à la CMC, la solution ne comporte pas de micelles.




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