Chapitre 11 : contrôle de l'évolution d'un système

Un procédé discontinu de fabrication du savon (Ministère) corrigé

Depuis très longtemps, la réaction de saponification des triglycérides (triesters du glycérol) par la soude

(solution aqueuse d'hydroxyde de sodium) permet la fabrication du savon, les triglycérides utilisés étant des

mélanges de graisses et d'huiles.

Ce procédé est encore utilisé et 90 000 tonnes de savon sont ainsi fabriqués en France chaque année.

Les triglycérides ont une formule développée de la forme :

Lascaray a obtenu l'allure de la courbe donnant la quantité de savon fabriqué en fonction du temps.

On peut distinguer trois phases :

Phase A : démarrage de la saponification

La qualité et la finesse de l'émulsion (mélange forcé de deux liquides non miscibles) produite lors de

l'agitation du mélange réactionnel des réactifs influe sur la vitesse de démarrage de la réaction.

Phase B : saponification

Les ions carboxylate formés au cours de la première phase facilitent la dispersion de la graisse dans l'eau

grâce à la formation de micelles

Phase C : fin de la saponification

D'après « techniques de l'ingénieur, traité Génie et procédés chimiques.

On rappelle pour la compréhension de ces trois phases :

- que les graisses et les huiles sont non miscibles (insolubles) dans l'eau ;

- que l'ion carboxylate peut être schématisé de la façon suivante :

- que dans l'eau, les micelles sont des agglomérats d'ions carboxylate.(voir figure ci-dessous)

Q1

a) Écrire l'équation de la réaction de saponification d'un triglycéride par la soude.

b) Indiquer quelles sont les parties hydrophile et hydrophobe de l'ion carboxylate.

Q2

a) Décrire l'évolution de la vitesse de saponification au cours de chacune des trois phases.

b) Expliquer pourquoi lors de la phase A, l'émulsion n'est pas de bonne qualité. Quel est alors l'intérêt d'agiter ?

c) Phase B. Expliquer l'expression du texte : « Les ions carboxylate formés au cours de la première phase facilitent la dispersion de la graisse dans l'eau grâce à la formation de micelles ». Faire un schéma.

d) Quel intérêt y a-t-il à disperser la graisse dans l'eau ? Citer le facteur cinétique qui explique que, lors de la phase C de fin de saponification, la vitesse de la

réaction diminue. Justifier la réponse.

Q3

Un procédé discontinu de fabrication du savon : le procédé marseillais. Ce procédé très ancien a été amélioré au cours du temps, particulièrement à Marseille d'où le nom de procédé marseillais qui lui est souvent donné. !Sur un fond de savon provenant d'une cuve précédente et à ébullition, on envoie en même temps et à débit mesuré la graisse et la soude de telle façon que la réaction de saponification se fasse au fur et à mesure. On fait bouillir le mélange grâce à la vapeur d'eau qui circule au fond de la cuve dans un serpentin. Ce procédé est qualifié de «discontinu» car on vide la cuve périodiquement pour récupérer le savon.

$

a) En s'appuyant sur le texte, compléter la légende du schéma en associant à chaque numéro un terme (matériel, substances chimiques). Les flèches en trait pointillé représentent du matériel alors que les flèches en trait plein représentent ce qui est introduit.

b) Etant donné ce qui a été vu en première partie, pourquoi introduit-on « un fond de savon » dans la cuve ?

c) Par quel moyen le mélange est-il porté à ébullition ? Quel est l'intérêt de faire bouillir le mélange ?