I- Les Savons : à propos des savons et de leur action suivant le milieu où ils agissent.

1)- Les savons peuvent être obtenus par saponification des corps gras.

a)-  Qu’est-ce qu’une réaction de saponification ? Quelle(s) caractéristique(s) la différencie(nt) de la réaction d’hydrolyse d’un ester ?

b)-  Qu’est-ce qu’un corps gras ? Donner la formule générale d’un corps gras.

c)-  Écrire l’équation bilan de la réaction de saponification d’un corps gras.

 

2)- On dit que l’on ne peut pas utiliser un savon pour laver en milieu acide.

a)-  En supposant que le savon contient essentiellement de l’oléate de sodium et en utilisant une échelle de pK_A

indiquer quelle est la réaction prépondérante qui se produit entre une solution de ce savon et une solution d’acide fort.

b)-  Indiquer ce que l’on va observer, qui explique que l’on ne puisse pas utiliser un savon en milieu acide.

 

3)- Sur une étiquette de produit de lessive, on lit qu’il faut utiliser davantage de produit lorsque l’eau est dure,

c’est-à-dire quand l’eau contient des ions calcium ou magnésium en grande quantité. Cette question a pour but de justifier cette indication.

a)-  Donner la formule d’un corps gras à partir duquel on peut préparer un savon constitué d’oléate de sodium.

b)-  Quelle masse de corps gras doit-on utiliser pour obtenir 100 g d’oléate de sodium ?

 

4)- Pour effectuer une lessive, on utilise 25,0 L d’eau de dureté 20° hydrométrique français (dureté due uniquement aux ions Ca²⁺) et 100 g d’oléate de sodium.

a)-  Indiquer, en utilisant le tableau de données, quel est le phénomène que l’on va observer lorsque l’on met le savon en solution dans l’eau.

b)-  Écrire l’équation bilan de la réaction qui traduit le phénomène observé.

c)-  Calculer la masse de savon qui va rester disponible pour effectuer la lessive prévue. En déduire l’utilité de l’indication du fabricant.

►  Données :

-  pK_A du couple acide oléique / ion oléate : 4,8

-  pK_A du couple H₃O⁺ / H₂O : 0,0

-  pK_A du couple H₂O / HO^– : 14

-  Formule de l’acide oléique : C₁₇H₃₃COOH

-  Masse molaire de l’acide oléique : 282 g / mol.

►  Le tableau ci-dessous indique à l’aide d’une case grisée la formation d’un précipité lorsque les deux ions concernés sont mis en présence au cours de la réaction.

 

►  Définition du degré hydrométrique français :

-  Un degré hydrométrique français correspond à la présence de 0,10 mol d’ions calcium Ca²⁺ ou magnésium Mg²⁺ dans 1,0 m³ d’eau.

►  Masses molaires :

-  M (Ca) = 40,1 g / mol ; M (Na) = 23,0 g / mol ; M (O) = 16,0 g / mol ; M (C) = 12,0 g / mol 

-  M (H) = 1,01 g / mol 

 

II- Détermination de l’indice d’acide d’une huile de table.

 

Une huile de table est essentiellement formée d’un mélange de triesters. Cependant, une quantité faible et variable d’acides gras libres peut être présente.

Le protocole proposé nous renseigne sur cette quantité d’acide gras libre.

 

►  L’huile d’olive est constituée essentiellement d(oléine, triester formé à partir de l’acide oléique et du glycérol.

►  Données :

-  Zone de virage (en pH) et couleurs de la phénolphtaléine : incolore 8,2 – 10,0 rose (indépendante du solvant utilisé).

►  Masses molaires atomiques :

-  M (K) = 39,1 g / mol ; M (O) = 16,0 g / mol ;

-  M (C) = 12,0 g / mol ; M (H) = 1,01 g / mol 

►  L’éther éthylique et l’éthanol sont des solvants sans propriétés acido-basiques.

 

III- Protocole :

Dans un erlenmeyer de 250 mL, on mesure précisément une masse m = 100 g d’huile

puis on ajoute 40 mL d’éthanol, 40 mL d’éther éthylique permettant la dissolution de l’huile et quelques de phénolphtaléine.

On agite pour homogénéiser le mélange.

On réalise le dosage du mélange contenu dans l’erlenmeyer par une solution S de potasse alcoolique (hydroxyde de potassium en solution dans l’éthanol) de concentration :

 C = 5,0 × 10^{– 2} mol / L.

On considère que l’hydroxyde de potassium dans l’éthanol a le même comportement que dans l’eau.

Le virage de l’indicateur coloré est obtenu pour un volume d’hydroxyde de potassium versé de 6,2 mL.

1)- Lecture de l’étiquette de l’huile de table.

a)-  Donner la définition d’un acide gras.

b)-  Préciser le nom de la famille de corps obtenus par réaction du propane –1, 2, 3–triol (glycérol) avec des acides gras.

 

2)- Étude du protocole.

a)-  Préciser le rôle joué par la phénolphtaléine dans le dosage.

b)-  Faire un schéma expérimental utilisé pour le dosage de l’huile.

c)-  La fabrication du savon peut être envisagée par réaction d’un triester avec la soude ou la potasse.

Connaissant les caractéristiques de cette réaction, expliquer pourquoi son influence n’est pas à envisager dans ce dosage.

 

3)- Dosage de l’huile.

a)-  Écrire l’équation bilan de la réaction ayant lieu au cours du dosage (on admet, pour simplifier, que RCOOH est la formule de l’ensemble des acides présents).

b)-  Définir la notion d’équivalence dans un dosage. En déduire la relation à l’équivalence entre les quantités de matière des réactifs.

 

4)- Exploitation des mesures : détermination de l’indice d’acide de l’huile de table.

 

On appelle indice d’acide d’une huile de table, la masse d’hydroxyde de potassium, exprimée en milligrammes, nécessaire au dosage de tous les acides contenus dans 1,0 g de cette huile.

a)-  Exprimer la quantité de matière d’hydroxyde de potassium nécessaire au dosage des acides gras libres présents dans 10 g d’huile.

b)-  En déduire l’indice d’acide de l’huile de table.