III - Réaction sur différentes matières

Réaction sur la peau

Réaction sur le textile

Réaction sur d'autres matières et surfaces

Réaction sur la peau

Notre peau contient 3 couches superposées : l’épiderme externe, le derme intermédiaire et l’hypoderme interne. L’épiderme est recouvert d’un film protecteur appelé film hydrolipidique (FHL) qui assure la protection naturelle de la peau. Tout au long d’une journée, le FHL accumule des poussières, des bactéries et de nombreuses impuretés. Il est donc composé de sueur et sébum et est baptisé « manteau acide protecteur ». Afin de préserver ce film en bon état, il faut savoir en prendre soin et donc le nettoyer régulièrement en supprimant les microbes. Pour cela, l’eau permet en partie de les éliminer ; cependant elle est, elle toute seule, inefficace car elle ne mouille pas vraiment. En effet si l’on rince notre peau à l’eau, on se rend compte que l’eau ne fait que couler en formant de petites gouttes et en laissant des parties sèches.
Il est donc nécessaire d’utiliser un produit de toilette comme le savon possédant un pouvoir nettoyant : c’est un tensioactif qui va se charger de dissoudre la graisse du FHL et permettre à l’eau d’adhérer et d’opérer avec le savon pour nettoyer notre peau. Néanmoins, le lavage de la peau au savon la fragilise. Le savon l’assèche et détruit le FHL ; il faut donc utiliser un produit qui s’assure du maintien du FHL ou qui peut le reconstituer c’est-à-dire quelque chose de doux et non irritant.
Le savon perturbe l’acidité de la peau cependant nous l’utilisons régulièrement. Le pH (potentiel Hydrogène) a donc son importance dans l’usage d’un savon. La différence de pH entre notre peau et le savon est en quelque sorte nécessaire car elle permet au savon de laver notre peau.

pH peau : compris entre 5.2 et 7 / peau normale 6.5
pH différents savons : savon d’Alep proche de 10 / en général, environ 9


L’échelle des pH est un logarithme : cela veut dire qu’entre un pH entier et l’entier suivant, les degrés d’acidité ou d’alcalinité sont multipliés par 10. On lit le pH en fonction de la neutralité pH 7. Par exemple, pH 6 est 10 fois plus acide que pH 7. pH 5, 100 fois ; pH 4, 1000 fois etc… De même pH 8 est 10 fois plus alcalin que pH 7.

On associe donc ce logarithme décimal à la fonction f(x) = log10 (x)
L’axe des ordonnées peut donc correspondre à l’échelle du pH. On peut donc voir que pH 3 = 1000 est 10 fois plus alcalin que pH 2 = 100.

Sachant que le pH du savon se situe entre 9 et 10, on lui donnera une moyenne de 9,5. Quant à la peau, le pH d’une peau saine est de 6,5. Sachant que la fonction réciproque du logarithme décimal se définit par f(x) = 10^x (si y = log₁₀ (x) alors x = 10^y ), on calcule alors :

10 ^ (6,5) = 3162277.66 10 ^(9,5) = 3162277660
10 ^(9,5) / 10 ^(6,5) = 1000

Autre méthode : différence des pH = 9,5 – 6,5 = 3 = y d’où x =10³ =1000
Le savon est donc 1000 fois plus alcalin qu’une peau saine c’est pourquoi il perturbe l’acidité de notre peau en modifiant fortement son pH.

Etant donné que le pH de la peau est acide et que le savon est basique, celui-ci modifie donc l’acidité de l’épiderme. Il faut donc faire attention pendant son usage sur notre peau pour éviter que la peau devienne trop alcaline.

En présence d’eau dure, après s’être mouillée la peau d’eau, on ajoute du savon qui va décomposer les sels contenus dans l’eau qui couvre notre peau et il se créera alors une solution de savon qui va pénétrer dans les pores de la peau. Il y a alors formation de mousse qu’il faut ensuite enlever. Comment ? Soit en rinçant notre peau à l’eau soit en essuyant avec une serviette et dans ce cas-là, ce sont nos pores de la peau qui vont absorber la solution de savon. Mais la méthode universelle demeure le lavage à l’eau où les pores sont obstrués par la matière graisseuse insoluble qui résulte de l’interaction eau dure-solution de savon.

Selon les acides gras du savon c’est-à-dire selon la matière grasse utilisée (huile de tournesol, huile de coco…), l’effet sur la peau est différent : par exemple si le savon est à base de beurre de karité, bien qu’il ait un faible pouvoir moussant il sera très doux pour la peau. Au contraire si le savon est à base d’huile de coco, il sera très rude pour la peau.

Réaction sur le textile

Nous avons décidé de réaliser une expérience pour observer l’action du savon sur un tissu tâché de graisse. Tout comme notre peau, l’eau ne peut à elle seule faire disparaître la tâche du fait que la graisse repousse les molécules d’eau. Nous disposons donc d’une cuvette remplie d’eau dans laquelle nous allons tremper le tissu sale puis on introduit le savon dans l’eau. On le frotte contre le vêtement.

Chaque molécule de savon est constituée de deux parties : une partie qui « aime l’eau » (tête hydrophile) et une partie qui ne l’aime pas mais qui aime les matières grasses (partie hydrophobe) : On dit que cette molécule est une molécule tensio-active.

Les ions carboxylates (molécules amphiphiles) du savon sont des composés tensioactifs c’est-à-dire qu’ils sont chacun composé d’une chaîne carbonée R hydrophobe à queue lipophile (qui retient les lipides et graisses, qui repousse l’eau) et d’une tête hydrophile (qui présente une affinité pour l’eau mais pas pour les graisses) groupe carboxylate COO-. Les propriétés détergentes du savon sont donc contenues dans ces ions carboxylates.

Les molécules de savon vont donc entourer la tâche : La queue hydrophobe des molécules de tensioactifs du savon se "plante" alors dans le tissu et s’accroche à la graisse, ce qui entraîne le détachement de cette dernière. C’est la queue lipophile des ions carboxylates qui permet donc d’absorber la tâche c’est-à-dire qu’elle retient les lipides et les graisses contrairement à la tête hydrophile de ces ions ; la partie hydrophile se lie à l’eau et l’absorbe. L’ensemble tâche-molécules d’agent tensioactif du savon forme donc une micelle. Elle possède le pouvoir de solubiliser les graisses et les salissures ; la partie périphérique de la micelle étant constituée de têtes hydrophiles, l’ensemble devient donc soluble dans l’eau. Ainsi au cours du lavage, la micelle est éliminée et la graisse se détache du tissu et se retrouve alors en suspension. Suite à cette expérience un amas serré de bulles ou mousse se forme. Le composé amphiphile (ambivalence d’un groupe hydrophile et hydrophobe) des ions carboxylates du savon va donc permettre de décoller la salissure du tissu. Lavage d’un tissu taché de graisse au savon (monocouche de savon)

Le mode d’action diffère légèrement si la tâche est d’origine minérale comme une tâche de terre : les ions carboxylates agissent cette fois avec leurs têtes hydrophiles ; une autre couche d’ions carboxylates entourera la première couche mais agira en sens opposé. Les micelles seront donc en bicouches.
Action des ions carboxylates du savon sur une tâche minérale (bicouche de savon)

Réaction sur d'autres matières et surfaces

Il existe plusieurs types de savon ; on distingue deux grandes catégories :

Le savon dur : fabriqué et obtenu grâce à la soude caustique (issue de la dissolution de l’hydroxyde de sodium) qui, après réaction avec les corps gras, donne du glycérol aussi appelé glycérine (composant indispensable pour faire des bulles de savon). Utilisé généralement pour la toilette et la lessive, ce peut être aussi un outil de ménage. Les savons de cette catégorie les plus connus sont :






Le type de savon à utiliser dépend de la surface à traiter : Savon noir, gras … mais la quantité impliquée de savon est aussi un facteur de nettoyage.