Tensioactifs et dureté de l'eau. Bac S Polynésie 2014

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En solution aqueuse, savons et détergents libèrent les ions suivants formés d'une partie hydrophile et d'une partie hydrophobe.

Discuter de l'efficacité d'un savon dans une eau dure.
Une eau dure est riche en ion calcium Ca2+ et magnésium Mg2+. Un savon contient un tensioactif, un ion carboxylate. Ce dernier donne un précipité en présence d''ion calcium ou magnésium. Un savon est donc peu efficace dans une eau dure.
La courbe suivante représente l'évolution de la conductivité en fonction de la concentration molaire en détergent SDS.
Expliquer l'allure de la courbe suivante.

La conductivité est proportionnelle à la concenntration des espèces ioniques en solution.
Aux faibles concentrations, les tensioactifs sont mobiles en solution.
A partir d'une certaine concentration, appelée concentration micellaire critique ( CMC) les tensioactifs se regroupent et forment des micelles volumineuses et peu mobiles, de conductivité molaire ionique moindre.
La rupture de pente permet de déterminer la CMC d'un tensioactif.




Comparer qualitativement et quantivement le lavage d'un linge d'un nouveau-né avec du svon de Marseille et du SDS dans une eau de ville contenant 16,1 mg/L d'ion calcium et 4,90 mg/L d'ion magnésium.
Dureté de cette eau de ville
M(Ca) =40,1 g/mol ; quantité de matière d'ion calcium dans 1 L d'eau : 16,1 10-3 /40,1 =4,0 10-4 mol/L.

M(Mg) =24,3 g/mol ; quantité de matière d'ion magnésium dans 1 L d'eau : 4,9 10-3 /24,3 =2,0 10-4 mol/L.
Total :
6,0 10-4 mol/L.
Titre hydrotimétrique TH : 6 °f. Cette eau est qualifiée de douce.

Une très faible partie des ions carboxylates du savon de Marseille seront piègés sous forme de précipités, carboxylate de calcium et magnésium.
Le détergent SDS ne réagit pas avec les ions calcium et magnésium.
Par contre le savon de Marseille est 100 % biodégradable, ce qui n'est pas le cas du détergent.
Finalement, un petit avantage au savon de Marseille.

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