Aurélie 28/06/10
 

 

Savon : fabrication, mode d'action, dosage de l'acide lactique dans le lait : bac St2S Antilles  2010

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Fabrication d'un savon :
Le montage expérimental utilisé lors de la première étape de la préparation d'un savon est schématisé ci-dessous :

Nommer les trois éléments a, b et c du montage.
a : réfrigérant à eau ; b : ballon ; 3 : chauffe ballon.

Pourquoi faut-il chauffer le malange réactionnel ?
En chauffant, on accélère la réaction chimique qui est lente à température ambiante
Donner la signification des deux flèches 1 et 2 indiquées sur le montage.
1 : entrée de l'eau ; 2 : sortie de l'eau.



On prépare au laboratoire un savon à partir de 20,0 g d'un triglycéride et d'un volume V = 40,0 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium ( Na+ + HO-) de concentration C = 10,0 mol/L.
L'équation de la réaction peut s'écrire :
C57H110O6 ( triglycéride) + 3 HO- ---> 3CH3-(CH2)16-COO- + C3H8O3 ( glycérol).
L'ion obtenu
CH3-(CH2)16-COO- se nomme carboxylate et la masse molaire du triglycéride est égale à 890 g/mol.
 

Donner le nom de la réaction entre le triglycéride et la solution de soude.
Saponification d'un ester.
Donner la formule semi-développée du glycérol.
HOCH2--CHOH--CH2OH.

Calculer la quantité de matière du triglycéride introduit
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n = m /M = 20,0 / 890 =2,247 10-2 ~2,25 10-2 mol.
En déduire qu'il se forme  6,75 10-2 mol d'ion carboxylate. La soude est en excès.
D'après les nombres stoechiométriques de l'équation :
1 mol de triglycéride donne 3 mol d'ion carboxylate.
2,25 10-2 mol de triglycéride donne 3*2,25 10-2 = 6,75 10-2 mol d'ion carboxylate.

Mode d'action d'un savon.
Le savon contient l'ion carboxylate obtenu CH3-(CH2)16-COO- ; on peut représenter schématiquement l'ion carboxylate du savon de la façon suuivante :

Pour simplifier, on peut aussi le représenter par :

La partie 2 de l'ion carboxylate est-elle hydrophile ou hydrophobe ? En déduire son comportement vis à vis de l'eau.
La partie 2 est hydrophile, amie de l'eau. La partie 2 se place toujours dans l'eau.
Expliquer en quoi le schéma ci-dessous traduit le mode d'action du savon.

Par sa partie 1 lipophile, amie des graisses, le savon se fixe sur une tache de graisse du tissu. La partie 2 du savon, extrémité hydrophile, reste dans l'eau.
En frottant, la tache de graisse se détache du tissu et se trouve entraînée dans l'eau.
En admettant que certains virus peuvent s'insttaller sur la graisse ( le sébum), justifier le choix du slogan suivant :
"Stop au virus de la grippe, lavez vous les mains avec du savon ".
En se lavant les mains, les virus sont emportés par la graisse.




Dosage de l'acide lactique dans le lait.
Un lait frais est légèrement acide ( pH = 6,7) mais ne contient pas d'acide lactique. Au cours du temps, une partie du lactose se transforme lentement en acide alctique sous l'action des lactobacilles. Ainsi l'acidité du lait augmente quand le lait est mois frais. Pour vérifier la fraicheur d'un lait, on détermine la concentration CA d'acide lactique qu'il contient par dosage acido-basique.
Pour cela on prélève un volume VA = 20,0 mL de lait que l'on dose par une solution de soude ( Na+ + HO-) de concentration CB = 5,00 10-2 mol/L. Le volume de soude versé au cours du dosage est noté VB. Le volume à l'équivalence est noté VBE.
L'équation de la réaction de dosage s'écrit :
acide lactique + HO- --->  ion lactate + eau.
La courbe expérimentale suivante indique l'évolution du pH de la solution en fonction du volume de soude versé.

Donner la valeur du pH initial et déterminer VBE.









Le pKa du couple acide lactique / ion lactate est de 3,9.
Représenter sur un axe gradué en pH, le diagramme de prédominance de l'acide lactique et de l'ion lactate.

  Nommer l'espèce qui prédomine dans le becher à pH=11.
A pH supérieur à pKa, la forme base du couple acide / base, l'ion lactate, prédomine.
Dosage.

définir l'équivalence acido-basique.
A l'équivalence les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques. Avant l'équivalence, l'un des réactifs est en excès ; après l'équivalence, l'autre réactif est en excès.
Déterminer la relation entre CA, VA, CB et VBE.
Quantité de matière d'acide lactique : CAVA ; quantité de matière de soude ajoutée à l'équivalence : CB VBE.
CAVA = CB VBE ; CA= CB VBE / VA.
Montrer que CA = 3,0 10-2 mol/L ( VBE = 12 mL).
CA= CB VBE / VA = 5,00 10-2 * 12 / 20,0 =3,0 10-2 mol/L.
Montrer que la masse d'acide lactique dans le lait dosé est égale à 2,7 g.
Masse molaire de l'acide lactique M = 90 g/L.
CAM = 0,03 *90 =2,7 g/L.
Le lait est-il frais ?
L'acidité d'un lait s'exprime en degré Dornic, noté °D. Un degré Dornic correspond à la présence de 0,10 g d'acide lactique par litre de lait.
En déduire l'acidité du lait dosé.
2,7 / 0,1 = 27 °D.
Un lait est considéré comme frais si son degré Dornic est inférieur à 18°D.
Le lait étudié est-il frais ?
Le lait étudié n'est pas frais, son degré Dornic étant supérieur à la norme 18°D.







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