Objectifs
L’objectif de ce laboratoire est de fabriquer du savon de lessive via la réaction de saponification.
La fabrication du savon est restée inchangée au cours des siècles. L’ancienne tradition romaine prévoyait de mélanger de l’eau de pluie, de la potasse et du suif animal (forme fondue de graisse de bœuf ou de mouton). La fabrication du savon était un processus long et laborieux. Tout d’abord, la graisse devait être fondue (fondue et filtrée). Ensuite, on ajoutait une solution de potasse. L’eau et l’huile ne se mélangeant pas, ce mélange devait être continuellement remué et chauffé suffisamment pour que la graisse reste fondue. Lentement, une réaction chimique appelée saponification se produisait entre la graisse et l’hydroxyde, ce qui donnait un savon liquide. Lorsque la graisse et l’eau ne se séparent plus, on laisse refroidir le mélange. À ce stade, on ajoute du sel, comme le chlorure de sodium, pour séparer le savon de l’excès d’eau. Le savon remontait à la surface, était écrémé et placé dans des moules en bois pour durcir. On le faisait vieillir de nombreux mois pour permettre à la réaction de se dérouler jusqu’à son terme.
Tout savon est fabriqué à partir de graisses et d’huiles, mélangées à des solutions alcalines (basiques). Il existe de nombreuses sortes de graisses et d’huiles, tant animales que végétales. Les graisses sont généralement solides à température ambiante, mais de nombreuses huiles sont liquides à température ambiante. Les huiles de cuisson liquides proviennent du maïs, des arachides, des olives, du soja et de nombreuses autres plantes. Pour fabriquer du savon, tous les différents types de graisses et d’huiles peuvent être utilisés – tout, du saindoux aux huiles de plantes tropicales exotiques.
Réactions de saponification :
Procédure
Sécurité
Veuillez faire preuve de prudence lorsque vous distribuez le NaOH 9 M. Si le produit chimique entre en contact avec votre peau, rincez immédiatement à l’eau pendant au moins quinze minutes et prévenez votre instructeur.
Équipement de protection individuelle (EPI) requis : lunettes de sécurité, blouse de laboratoire, chaussures à bout fermé
Matériels et équipement
Matériels : huile d’olive chaude (préchauffée par l’instructeur), solution d’hydroxyde de sodium 9 M, colorant alimentaire, parfums assortis, acide stéarique
Équipement : bécher haut de 250 ml, tige d’agitation en PLASTIQUE, pipettes et poires de pipette en verre
- Votre instructeur a un bécher d’huile d’olive, préchauffé à 35°C, sur le banc avant. Versez 10 ml de l’huile chaude dans un grand bécher de 250 ml.
- Avant de commencer la réaction, choisissez votre parfum. Vous pouvez choisir l’un des suivants : bonbons de vacances, noix de coco des îles, yuzu, énergie, lavande, thé blanc & gingembre, herbe fraîchement coupée, plumeria, lilas, lait d’avoine & miel, bois de santal, relaxant, bois de cèdre, cannelle, amyris, vanille.
- Ajouter 1 à 2 gouttes du parfum souhaité, en utilisant la pipette fournie à l’avant du banc ; ne pas mélanger les parfums.
- Ajouter 3 ml de solution d’hydroxyde de sodium 9 M dans le bécher. Cela représente environ deux giclées complètes de compte-gouttes.
- Utiliser le bâton d’agitation en plastique pour mélanger. Vous devez remuer pendant 20 à 45 minutes ; vous pouvez choisir de vous relayer avec votre partenaire de laboratoire. Le mélange deviendra lentement plus lisse et plus opaque ; il devrait s’épaissir pour prendre la consistance d’un pudding.
- Après approbation par votre instructeur, ajoutez 2 à 3 gouttes du colorant alimentaire souhaité. Remuez.
- Ajoutez une pincée (environ 1/8 de cuillère à café) d’acide stéarique. Cela servira de durcisseur pour le savon liquide. Remuez.
- Versez dans la forme de moule choisie. Étiquetez avec vos noms et le numéro de la section du laboratoire.
- Après avoir versé dans le moule, le processus va continuer tout seul. Le savon va chauffer et se liquéfier à nouveau, puis refroidir lentement, durcir et sécher. Le savon doit donc être laissé sans être dérangé pendant au moins 12 heures. Vous récupérerez votre savon fini au laboratoire la semaine prochaine.
Rapport
Observations expérimentales
Vous pouvez faire des observations après le séchage du savon ; il sera rendu en section laboratoire ou en conférence.
- Est-ce qu’il sent comme n’importe quel savon que vous avez utilisé ?
- Lavez-vous les mains avec votre savon. Est-ce qu’il mousse comme un savon ordinaire ?
- Est-ce qu’il nettoie vos mains aussi bien qu’un savon ordinaire ? Expliquez.
Maintenant, rincez bien vos mains au cas où votre savon contiendrait de l’hydroxyde de sodium qui n’aurait pas réagi.
Questions
- La réaction de saponification se produit entre un acide et une base, représentée sur la figure de la procédure. Dans la réaction que vous avez réalisée, quel est l’acide et quelle est la base ?
- La base utilisée dans la réaction de saponification doit toujours contenir un ion hydroxyde. Quelles sont les bases les plus couramment utilisées pour cette réaction ?
- Les produits de la réaction sont le glycérol et un savon brut. La formule chimique du savon est \(\ce{CH3(CH2)14COO^- Na^+}\). Dessinez la structure en angle droit.
- Sur la structure ci-dessus, entourez la portion de la molécule qui est soluble dans l’eau. Pourquoi cette portion est-elle hydrosoluble ?
- Sur la structure ci-dessus, encadrez la portion de la molécule qui est liposoluble. Pourquoi cette portion est-elle liposoluble ?
- Sur la structure ci-dessus, ajoutez des interactions aux molécules d’eau : ion positif au dipôle d’hydrogène et ion négatif au dipôle d’oxygène.
- Pendant la partie laboratoire, pourquoi la réaction de saponification a-t-elle nécessité la longue période d’agitation ?
- Après la partie laboratoire, pourquoi le savon a-t-il dû » durcir » dans les moules ?
- Pensez-vous que le type de matière grasse utilisé fera une différence dans le produit ? Pourquoi ou pourquoi pas ?