Exercice III Spécialité Tensioactifs (5 points)
UE 11 ? CONTRÔLE DE GESTION. Éléments indicatifs de corrigé. Dossier 1. 1)
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Bac S 2014 Liban Spécialité Exercice III : Tensioactifs (5 points)
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1. Lion dodécylsulfate
(0,5)
2. Le SDS dans leau
2.1. « les têtes hydrophiles plongent dans leau et les chaînes carbonées se dressent hors de leau, serrées les unes contre les autres. »
(0,25)
2.2. « les chaînes carbonées se regroupent, entourées des têtes hydrophiles en contact avec leau »
(0,5)
Schéma B
2.3. (0,75) Mmicelle = 17 kg.mol1 (on suppose quelle prend en compte les cations Na+)
MSDS = 288 g.mol-1 = 0,288 kg.mol-1
Chaque micelle contient x ions de SDS
Mmicelle = x . MSDS
x = EMBED Equation.DSMT4
x = EMBED Equation.DSMT4 = 59 ions de SDS par micelle
Le schéma B ne montre que 8 ions, ce nombre est inférieur à la réalité.
3. Détermination de la concentration micellaire critique du SDS
3.1. (0,75) Il sagit dune dilution du SDS dans 75 mL deau distillée.
Solution mère : Solution fille :
V = 5,0 mL de SDS Veau + V = 75+5,0 = 80 mL
CSDS = 0,040 mol.L-1 = 40 mmol.L-1 C mol.L-1
La quantité de matière de SDS versée se conserve lors de la dilution : nSDS versée = nSDSfille
CSDS.V = C.(Veau+V)
C = EMBED Equation.DSMT4
C = EMBED Equation.DSMT4 = 2,5 mmol.L1
Cette valeur est bien encadrée par les concentrations voisines du tableau.
3.2.1. (0,5) Il sagit de la courbe représentative de la conductivité (exprimée en mS.m-1) en fonction de la concentration molaire C en SDS (exprimée en mmol.L-1), donc à en ordonnée et C en abscisse.
. 3.2.2. (0,75) La première partie de la courbe décrit une droite passant par l origine : la conductivité de la solution augmente proportionnellement à l ajout de SDS.
L ajout de SDS dans l eau, conduit à lapparition dions dodécylsulfate et sodium, ce qui contribue à laugmentation de la conductivité de la solution.
Lorsque la concentration en tensioactif dépasse une valeur seuil alors les micelles se forment.
Les micelles regroupant une soixantaine dions, elles constituent une grosse structure dont on peut supposer quelle est moins mobile en solution que ne le sont les ions dodécylsulfate libres.
La conductivité molaire ionique des micelles est plus faible que celle des ions dodécylsulfate.
Dès lors la conductivité de la solution augmente moins fortement, il y a rupture de pente sur la courbe.
3.2.3. (1) Pour savoir si la solution comporte de micelles, déterminons sa concentration massique CSDS en SDS et comparons là à la CMC.
On détermine la valeur de la concentration micellaire critique (CMC) du SDS à laide de labscisse du point de la rupture de pente. Voir courbe ci-après.
On lit CMC = 6,6 mmol.L-1
Mais lénoncé précise que cette concentration sexprime en g.L-1.
CMC (g/L) = CMC.MSDS
CMC (g/L) = 6,6×103 ×288 = 1,9 g.L-1
CSDS = EMBED Equation.DSMT4
CSDS = EMBED Equation.DSMT4 = 1,5 g.L1
CSDS < CMC donc la solution ne comporte pas de micelles.
Partie hydrophile
= Tête
Partie hydrophobe
= longue chaîne carbonée
eau
eau
eau
eau
EMBED Equation.DSMT4
12,2 cm ( 18 mmol.L-1
4,5 cm ( CMC mmol.L-1
CMC =
4,5 cm
12,2 cm
