Pourquoi le savon lave-t-il ?

Quoi ma tête est hydrophile ?!

Difficulté de l’article : Ardue !

Les molécules de savon ont des propriétés particulières qui vont permettre, dans l’eau, l’élimination des graisses. En effet, ces longues chaînes d’atomes sont des tensioactifs, c’est-à-dire qu’elles présentent une double affinité (cf. schéma de droite) : elles comportent une tête hydrophile (qui peut se lier à l’eau : COO^– aussi appelées ion carboxylate¹ ; porteuse d’une charge électrique négative²), et une longue queue hydrophobe (longue chaîne carbonée insoluble dans l’eau : R³), également lipophile (attirée par le gras). Cette caractéristique double (amphiphile) explique la concentration des molécules à la surface de l’eau : la tête hydrophile de la molécule de savon restant dans l’eau tandis que la queue hydrophobe, pour échapper à l’eau, reste à la surface.

Lors du lavage, les tensioactifs se concentrent aux interfaces eau-matière grasse. Ces agrégats de molécules se regroupent en structures sphériques, les micelles, qui se fixent par leur queue autour des salissures grasses, qui sont ainsi fractionnées et emprisonnées⁴. Le mélange salissures/savon est finalement éliminé avec l’eau de rinçage (la partie hydrophile s’immergeant dans l’eau). Ce qui donne avec les schémas à gauche puis ci-dessous :

1 : ions carboxylates

Les ions carboxylates sont les bases conjuguées R-COO^– des acides carboxyliques :

Pour rappel, les savons sont des mélanges d’ions carboxylates (RCOO^– ci-dessus) et de cations métalliques (ions sodium Na⁺ ci-dessus ou ions potassium K⁺ avec de la potasse pour les savons mous, tous les deux porteurs d’une charge élémentaire). Ce sont des carboxylates d’alcalins (et on a déjà vu tout ça ici : https://www.les-affranchis.bio/quest-ce-que-le-savon/) !

2 : Cette partie est hydrophile, de par...

Cette partie est hydrophile, de par la présence d’atomes d’oxygènes et de sa charge négative. En effet, elle établit des liaisons hydrogènes avec les molécules d’eau. La charge négative de la tête permet d’être attirée principalement par les molécules d’hydrogène de l’eau, qui possèdent une charge positive.

3 : Pour développer R

R est l’abréviation pour la chaîne carbonée qui va dépendre de l’huile que l’on va saponifier. La queue hydrophobe est composée d’une chaîne carbonée linéaire d’acides gras d’environ 20 atomes de carbone qui sont repoussés par l’eau. Les acides gras les plus utilisés sont les acides laurique (l’huile de baie de laurier !), myristique (l’huile de coco), palmitique ou stéarique pour les saturés, les acides oléique (l’huile d’olive !) et linoléique pour les non saturés.

On entend par « saturé » : seulement des liaisons simples entre les atomes de carbone de la chaîne carbonée et par « insaturé » : au moins une liaison double entre deux atomes de carbone de la chaîne carbonée.

R-COO^– va donc devenir C₁₇H₃₃COO^– pour l’acide oléique (acides gras mono-insaturés), C₁₇H₃₁COO^– pour l’acide linoléique (poly-insaturés) ou encore C₁₇H₃₅COO^– pour l’acide stéarique ou C₁₅H₃₁COO^– pour l’acide palmitique, c’est-à-dire les acides gras saturés.

4 : Les globules de graisse entourés...

Les globules de graisse entourés de tensioactifs se fractionnent donnant des globules plus petits qui s’entourent aussitôt de tensioactifs et ceci plusieurs fois, jusqu’à se détacher de la peau ou du tissu et se répartir dans l’eau de lavage sous forme d’une émulsion qui est éliminée lors du rinçage.

Ce processus est facilité par le fait que le tensioactif se positionne aussi à l’interface eau-air, sa partie hydrophile dans l’eau, et diminue ainsi la tension superficielle de l’eau (ce qui lui permet ainsi de mieux s’étaler sur une surface et c’est aussi la formation de la mousse des savons) favorisant le mouillage de la peau ou du tissu.

Ce sera le sujet du prochain article (les bulles de savon) !

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