Soapacadabra!

07 juillet 2014

Calculer l'indice de saponification de votre beurre végétal fait-maison, fastoche ou bien?

acides-gras-trans

 

http://memesprit.fr

Il y a quelques temps de cela, je donnais une méthode pour synthétiser des "beurres" végétaux faits-maison, grâce à l'usage de l'acide stéarique et de l'alcool cétylique ().

Je cite:

Il est possible de préparer des "beurres" végétaux, avec l'huile de votre choix (olive, sésame, jojoba, amande...) en utilisant de l'acide stéarique et de l'alcool cétylique. L'acide stéarique permet surtout d'épaissir l'huile, tout en apportant un toucher très doux légèrement cireux, tandis que l'alcool cétylique donne un aspect plus onctueux (sinon l'acide stéarique tend à cristalliser un peu "en feuillets"), et un toucher plus riche, plus gras, mais apporte moins de dureté. En modulant les quantités d'huile, d'acide stéarique et d'alcool cétylique, il est donc possible de varier la texture, la consistance et le toucher du beurre obtenu.

Pour mémoire, l'acide stearique est un acide gras, naturellement présent dans de nombreux beurres et huiles végétaux (Karité, Cacao, Palme), qui s'utilise surtout comme facteur de consistance pour épaissir les préparations cosmétiques, enrichir et stabiliser les émulsions, durcir les baumes, mais aussi les savons.

C'est un acide gras saturé: il ne possède pas de liaison insaturée et reste donc sous une forme de solide mou à l'air libre et à température ambiante. (N.B: par opposition, les huiles végétales "liquides" à l'ambiante sont riches en acides gras insaturés. C'est pour cela qu'elles rancissent relativement plus vite que les beurres: les liaisons insaturées peuvent être oxydées par l'oxygène de l'air).

C'est à l'issue de cet article que Julia m'a posé une question très pertinente, pour laquelle j'ai pensé qu'il serait judicieux de détailler la réponse à l'aide d'un article (que j'espère) le plus complet possible: 

"Juste une question : je réalise souvent mes beurres avec 60% d'HV, 30% d'acide stéarique et 10% d'alcool cétylique mais je n'ai jamais osé les utiliser en saponification de peur que l'indice de saponification ne soit pas le même que pour les beurres achetés tels quels et que les dosages de soude soient faussés... Est ce justifié?"

Effectivement, et même si la différence n'est que peu significative, utiliser l'indice de saponification (IS) de l'huile végétale épaissie sous forme de beurre grâce à l'acide stéarique, ou encore l'indice de saponification d'un beurre acheté dans le commerce pour lequel la composition n'est pas clairement connue, peu fausser vos calculs pour la synthèse de vos savons.

Si vous utilisez une recette similaire à celle donnée par Julia (60% d'huile pour 30% d'acide stéarique et 10% d'alcool cétylique), vous pourrez vous astreindre à un rapide calcul pour que tout rentre dans l'ordre.

les-revisions-c-est-prise-de-tete

 Rapide j'ai dit!

Si vous vous contentez de prendre l'IS de l'huile végétale non modifiée, vous faites une légère erreur de calcul. Exemple pour l'amande et l'avocat:

Huile végétale d'amande = 13,209 / Beurre d'amande = 12,734 (différence de 4%)

Huile végétale d'avocat = 12,599 / Beurre d'avocat = 12,667 (différence de 1%)

Rien de bien méchant, vous en conviendrez. Même en saponifiant, pour peu que vous utilisiez un surgraissage suffisant, vous compenserez largement le manque (si manque il y a). Mais par souci du détail ou par effort de précision, voici la méthode pour formaliser vos calculs:

Indice de saponification (IS) du beurre végétal maison =

(0,6 x IS de l'huile végétale utilisée) + (0,3 x IS de l'acide stéarique)

(l'alcool cétylique utilisé est négligeable, son IS étant < 1,0 (mg de KOH / g)

Fastoche, me direz-vous, les indices de saponifications des huiles étant faciles à retrouver dans la littérature (sur Google, quoi).

Mais quid de l'IS de l'acide stéarique?

Déjà, il n'est pas superflu de redéfinir l'indice de saponification: c'est la masse de potasse (KOH) en mg nécessaire pour saponifier totalement les esters d'acides gras et neutraliser les acides gras non estérifiés dans 1g de matière grasse. Plus simplement: c'est la masse de potasse en mg qu'il vous faut pour saponifier totalement 1g de votre mélange huileux.

Pour rappel, un mélange huileux, ou même une simple huile végétale, est composé d'une multitude d'acides gras. Par exemple, la composition en acides gras de l'huile d'amande douce est plus ou moins la suivante (source Aroma-zone):

  • Acides gras essentiels poly-insaturés (AGPI ou AGE) ou vitamine F : acide linoléique (oméga 6) (23.94%)
  • Acides gras mono-insaturés (AGMI) : acide oléique (65.40%)
  • Acides gras saturés (AGS) : acide palmitique (7.05%), acide stéarique (2.47%)

Du coup, indice de saponification = spécifique à une huile végétale, donc à un mélange d'acides gras.

Quand on parle de l'acide stéarique seul, on va parler d'indice d'acide.

L'indice d'acide d'un lipide, c'est comme l'IS finalement: c'est la masse de potasse en mg nécessaire pour neutraliser l'acidité libre contenue dans 1g du corps gras. Plus simplement: c'est la masse de potasse en mg qu'il vous faut pour saponifier totalement 1g de l'acide gras.

Pour l'acide stéarique, il est compris entre 202 et 212 mg KOH / g (c'est une fourchette de valeurs, comme l'IS).

watermark

 ... tout problème a une solution!

Du coup, votre formule de calcul devient:

Indice de saponification (IS) du beurre végétal maison = (0,6 x IS de l'huile végétale utilisée) + (0,3 x 207), soit: 

IS beurre végétal maison = (0,6 x IS de l'huile végétale utilisée) + 62,1

(pour un mélange à 60% HV, 10% d'alcool cétylique et 30% acide stéarique)

Vous aurez constaté que j'ai pris la valeur moyenne de la fourchette pour déterminer l'indice d'acide de l'acide stéarique...

Attention: on parle ici d'indice de saponification pour une réaction à base de KOH (potasse)! Si c'est de la soude que vous utilisez, n'oubliez pas de faire une conversion en multipliant votre valeur par 0,713: vous aurez le nombre de mg de soude nécessaires pour saponifier 1g de votre beurre végétal fait-maison.

Ben voilà, à vous de jouer maintenant, quoi! (si vous n'avez pas trop mal au crâne...)

C'est quoi votre beurre-maison préféré, alors?

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15 février 2013

Un peu de chimie (youpi!): les mystères du pH n'en seront bientôt plus (suffit d'être courageux)

pHindic

Dites, je remarque qu'on ne parle plus chimie depuis longtemps, par ici... Pas bien!

Parce qu'après tout, s'amuser à saponifier, c'est bien, comprendre les mécanismes scientifiques qui entrent en jeu, c'est mieux... Non? Ah? Bon.

Ben tant pis, hein. Je vais quand même faire ma professeur-à-frange-de-2-sous, na.

Parce que moi, ben la chimie, ça me manque beaucoup, tu sais... Là où je travaille, dorénavant, les distillations ne sont plus qu'un lointain souvenir (ému), et les équations d'oxydo-réduction n'ont plus vraiment leur place dans mes activités quotidiennes...

super-chimiste

(je t'ai dit que je faisais des microcapteurs de gaz, là où je suis? Ben voilà, tu sais tout).

(le capteur à dioxyde de carbone, je te l'accorde, c'est moins glamour que l'extraction par solvant des concrètes de fleurs... Mais voilà, je me venge en plongeant tout composé odorant dans de l'alcool à 90° pour compenser un peu et me rappeler mes jeunes années. Et toc).

(et en plus, j'obtient de belles teintures parfumées pour mes savons, de cette façon).

(mais bon, revenons à nos moutons chimiques, dis. Tu ne t'en sortiras pas en me faisant parler de mon parcours professionnel, non mais!)

Alors.

Aujourd'hui, je voulais vous poser une question. Sur les savons (pour commencer).

savon

Les savons ont un pH basique, ça tu le sais... Et tu sais aussi qu'un pH est basique parce qu'il a une valeur supérieure à celle de la neutralité. C'est-à-dire supérieure à 7.

Jusqu'ici pas de problème...    

* Acide < 7      * Neutre = 7       * Basique > 7

Mais si je te demande POURQUOI un pH neutre est égal à 7, là... C'est moins évident.

Cette valeur de 7, finalement, c'est quoi?

Pour répondre à la question, il faut reprendre certaines des bases de la chimie physique...

 

eau pure(1)

1/ L'eau pure est neutre: pourquoi?

Vous savez probablement qu'il existe dans l'eau pure, qui est totalement neutre électriquement, un équilibre acidobasique dans lequel l'eau, composé dit "amphotère", joue les 2 rôles:

rôle d'acide: H20 OH- + H+  (elle cède des ions H+)

rôle de base: H2O + H+ H3O+  (elle capte des ions H+)

bilan: 2 H2O OH- + H3O+ 

* L'eau capte autant d'ions H+ qu'elle en cède, l'équation est neutre *

 

litmuspaper

2/ Neutralité, acidité, basicité: le rapport avec [H+]

Sachant que ce sont les ions (donc les espèces + et -) qui conduisent l'électricité dans une solution, et qu'une solution neutre a autant d'ions positifs que négatifs, on peut remonter à la concentration ionique en mesurant la conductivité électrique.

Ainsi, dans l'eau pure à 25°C, on calcule (après mesure électrique) une concentration des ions H+ et OH- égale à 10-7 mol/l. Autrement dit, c'est très peu... Mais tu commences à comprendre d'où vient le fameux 7 dont on parlait tout à l'heure... ;-)

De façon générale, on a constaté que les deux variables [OH-] et [H+] (aussi appelé [H3O+]) sont reliées entre elles... Si l'une augmente, l'autre diminue, d'après l'équation chimique précédemment citée.

Ainsi :

* lorsqu'une solution est neutre, on peut dire que [OH-] = [H3O+] = 10-7

* lorsqu'une solution est acide, elle est chargée électriquement : la concentration en ions H3O+ (appelés aussi H+) devient majoritaire. L'équilibre ionique n'est plus maintenu. [OH-] < [H3O+] 

* de même, une solution basique est chargée négativement en ions OH-, et l'équilibre ionique est là encore déplacé. [OH-] > [H3O+].

Conclusion: pour simplifier les choses, on ne parlera que de [H3O+], puisque les 2 valeurs sont liées. Et la force de l'acidité d'une solution dépend de sa concentration en [H+].

pHcercle

3/ Quest-ce que le pH, alors?

Dans les solutions aqueuses, la valeur de [H3O+] peut varier énormément (de quelques unités à 10-15 mol/l environ). Aussi utilise-t-on souvent une échelle logarithmique plus commode, en définissant une nouvelle grandeur : le pH! Ainsi : pH = -log [H+] 

* Le pH de l'eau pure vaut donc, à 25°c :

-log [H3O+] = -log [10-7] = 7 !! (CQFD) 

On peut ainsi représenter une échelle des concentrations ioniques et du pH pour les solutions aqueuses de ce type:

pH

 

4/ Et pourquoi pas "moins que zéro" ou "plus que 14"?

L'échelle des pH est usuellement limitée aux valeurs extrêmes 0 et 14. Dans des solutions concentrées d'acide et de base très fortes, le pH pourrait être 14 , mais l'échelle logarithmique dans laquelle le pH est défini réduit les possibilités de dépassement des limites 0 et 14...

D'autre part, dans de telles concentrations, les approximations faites dans la définition du pH ne seraient plus valides, et l'activité de l'eau-solvant ne pourrait plus être assimilée à celle d'un liquide pur!

Hop! Toujours là? 

Bravo! Vous êtes donc courageux... Mais vous savez à présent ce qu'est le pH ! ;-)

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16 septembre 2011

Communiqué de presse: le CEA et le CNRS au service de la savonnerie (mais pourquoi suis-je au service microélectronique, moi?)

Une mousse qui dure, qui dure, qui dure… et qui s’effondre à volonté !

Certains produits cosmétiques nécessitent de nombreux éléments chimiques afin d’obtenir une mousse stable ; l’utilisation de l’acide gras 12-hydroxy stéarique permettrait de limiter la quantité d’éléments synthétiques tout en conservant les propriétés « moussantes » plus longtemps.  inra UR1268 BIA
 
Des solutions savonneuses qui moussent, cela n’est pas extraordinaire ; une mousse de savon stable pendant plusieurs mois, même à 60°C, cela l’est davantage. D’autant plus si cette mousse est produite à partir d’une substance naturelle et peut être rapidement détruite en modifiant seulement son environnement thermique, et ceci de façon réversible. C’est en résumé le travail réalisé par des équipes de l’Inra, du CEA et du CNRS, qui ouvre de nouvelles applications susceptibles d’intéresser les fabricants de cosmétiques ou de détergents. Les résultats de ces recherches sont publiés dans la revue Angewandte Chemie du 29 août.

Du fait de leur texture particulière et des molécules qui les constituent, les mousses ont souvent des vertus détergentes. En physico-chimie, les molécules, qu’il faut absolument disperser dans l’eau pour faire une mousse, sont dites "tensioactives". Elles se placent spontanément entre l’eau et l’air, ce qui permet de stabiliser des films d’eau très fins autour des bulles d’air de la mousse, selon une architecture particulière. De par leurs propriétés, les mousses ont de nombreuses applications dans des secteurs comme le nettoyage, la décontamination, la cosmétique, la lutte contre la pollution ou les incendies, l’agroalimentaire, ou l’extraction de ressources naturelles.

Les chercheurs de l’Inra, du CEA et du CNRS ont étudié ici une molécule tensioactive particulière, l’acide gras 12-hydroxy stéarique, issue de l’huile de ricin. Pour disperser cette molécule initialement insoluble dans l’eau, ils lui ont ajouté un sel. Ils ont ensuite démontré les propriétés très avantageuses de ce tensioactif : même en faible quantité, il produit une mousse abondante et, surtout, stable pendant plus de 6 mois, contrairement aux tensioactifs classiques qui ne stabilisent les mousses que quelques heures . Les chercheurs ont observé et expliqué ce phénomène par microscopie et diffusion de neutrons, permettant de suivre in situ l'évolution de la structure à l'échelle nanométrique.

Ainsi, ils ont montré que dans une gamme de températures moyennes, entre 20 et 60°C, l’acide gras 12-hydroxy stéarique, mélangé avec le "bon" sel, se disperse dans l’eau sous forme de tubes de quelques microns. Ces tubes forment alors une structure parfaitement stable et rigide dans les films d’eau très minces placés entre les bulles d’air, ce qui explique la tenue de la mousse.

Au-delà de 60°C, ces tubes fusionnent sous la forme d’assemblages sphériques mille fois plus petits (quelques nanomètres), que les chercheurs appellent des "micelles". La mousse auparavant stable s’effondre alors car la structure rigide disparait. Les chercheurs ont montré que cette transition d’un assemblage de tubes à un assemblage de micelles est « réversible ». En effet, si on augmente la température d’une mousse, son volume va diminuer dès la formation de micelles, et si on rabaisse la température entre 20 et 60°C, les tubes se reforment et la mousse se stabilise à nouveau (pour retrouver le volume de mousse initial, il faudrait tout de même réinjecter de l’air).

La constitution d’une mousse aussi stable avec une molécule tensioactive aussi simple et d’origine naturelle est une première. La température de transition entre l'état où la mousse contient des tubes, et l'état "micelles", dépend du sel choisi pour disperser la molécule dans l’eau, ce qui accroît son potentiel d’utilisation.

Cette chimie verte, puisqu’elle est issue d’une bio-molécule, ouvre des perspectives intéressantes car les mousses sont amplement utilisées dans l’industrie. Il serait par exemple possible de produire des détergents ou des shampoings dont on peut contrôler la quantité de mousse par simple effet de la température et ainsi en faciliter l’évacuation. Certains produits cosmétiques nécessitent de nombreux éléments chimiques afin d’obtenir une mousse stable ; l’utilisation de l’acide gras 12-hydroxy stéarique permettrait de limiter la quantité d’éléments synthétiques tout en conservant les propriétés « moussantes » plus longtemps.

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Référence :
« Smart Foams: Switching Reversibly between Ultrastable and Unstable Foams »
Anne-Laure Fameau, Arnaud Saint-Jalmes, Fabrice Cousin, Bérénice Houinsou Houssou, Bruno Novales, Laurence Navailles, Frédéric Nallet, Cédric Gaillard, François Boué, Jean-Paul Douliez*.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201102115/abstract

(communiqué de presse CEA, CNRS, Inra)

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25 juillet 2011

Les acides gras en détail - 4/ L'acide linoléique

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Ah, tiens, bonjour! Ca me fait plaisir de vous voir revenir par ici, dites.

C'est que si ça se trouve, vu mon absence prolongée et mon silence radio, vous avez peut-être cru que le mariage avait eu raison de moi.

Et qu'en tant que nouvellement statuée femme mariée-rangée-casée, j'en étais arrivée à ne trouver d'intérêt que dans les passionnantes tâches ménagères que nous ont chaudement recommandées les bénévoles de la paroisse catholique, au sein de laquelle nous avons eu le bonheur intense de participer à 9 sessions de préparation (! oui, je sais) à la-dite cérémonie de l'union sacrée.

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Et qui nous ont assurés que le repassage et la couture étaient deux activités hyper ludiques (véridique) auxquelles la future femme mariée-rangée-casée (citée précédemment) pouvait joyeusement s'adonner. Pendant que son mari-seigneur-et-maître soulage son stress hebdomadaire au pub du coin avec quelques amis (normal, hein. On dit tâches ménagères et la ménagère de moins de 50 ans a rarement une moustache et la pomme d'adam marquée) (amis rétrogrades bonjour, au fait).

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Nooon, faites fi de cette jalousie maladive qui contamine le couple et l'ordre naturel (grammatical) des choses.

Et si les amis s'avèrent être des amies, n'ayez crainte puisque, n'étant pas de bonnes femmes d'intérieur aux plaisirs simples, elles ne sont après tout que de pauvres âmes femelles perdues. Qui iront tout droit en enfer les vilaines. Car trouvant un quelconque intérêt au mascara, à la musique trop forte, aux boissons qui font rires et aux brushing du samedi soir raplaplas. Bouhhhhh!!!!

Elles ne pourront jamais rivaliser avec vous, femme mariée-rangée-casée échevelée destinée au Paradis, qui savez comment, entre deux lessives et trois coups d'aspirateur, ôter une tâche de cire sur une chemise Armani mieux que quiconque, ou repriser un caleçon Calvin Klein que même après on dirait qu'il n'y avait jamais eu de petit trou aux fesses.

Bref.

Que nenni que tout cela.

Mon Johnny Perso (MJP) n'entend toujours pas sortir sans moi (après le pub c'est pratique d'avoir un SAM qui habite au même endroit que vous, après tout. Pour la vie, en plus).

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Et moi, j'étais juste partie en voyage (avec MJP, forcément) pour fêter la fabuleuse union officielle citée ci-dessus. Puis en vacances annuelles (bien méritées) pour se reposer du voyage de noces.

(On devrait d'ailleurs créer des RTT spéciaux "récupération post-vacances". Parce que finalement, je n'ai jamais vu quiconque profiter de ses congés pour se coucher à 20H, se lever à 5H pour aller courir à la fraîche et manger équilibré, banissant le rosé-saucisson-beignet à la crème sur la plage qui font partie intégrale des réjouissances estivales, en général).

Donc.

Me voici de retour, fatiguée mais motivée. Avec un look de blog tout neuf.

fatiguee

Et comme vous adorez ça (et qu'il n'y a pas de raison pour que je sois la seule, en ce mois de juillet pluvieux, à faire travailler mes méninges au boulot), je vais vous saoûler noyer de détails croustillants sur...

Les mariages princiers de l'année?

La danse de l'été?

La fin tragique d'Amy Winehouse?

Mieux que ça.

Un acide gras tout rond tout folichon, qui va prendre soin de ta pauvre petite peau toute cramouillée du soleil (enfin, du soleil à venir) sur les plages du littoral.

Oui, je sais. L'acide linoléique te passionne et tu pourras enfin trouver le sommeil puisqu'il n'aura plus de secrets pour toi.

Mais de rien! ;-)

Alors.

L'acide linoléique

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L’acide linoléique est un acide gras de type oméga-6 à chaîne longue qu’on trouve dans les huiles végétales. On le symbolise par les nombres 18:2 (n-6, n-9) pour indiquer qu’il a 18 carbones et deux liaisons éthyléniques situées sur les carbones n° 9 (n-9) et n° 12 (n-6) : c’est un acide gras insaturé, et même polyinsaturé.

De ce fait, comme il est insaturé, c’est à température ambiante un liquide (huile) qui ne se solidifie qu’à -12°C. En présence d’air, il s’oxyde rapidement (rancissement).

Désigné longtemps sous le nom de vitamine F, il est le précurseur de la famille des oméga-6.

Son nom vient de vient du grec linon, dérivé du genre Linum, dont est également issu le nom de lin cultivé. Il est donc le constituant principal de l’huile de lin, mais il est, bien entendu, abondant dans bien d'autres huiles végétales.

L’acide linoléique ne peut pas être synthétisé par l’organisme. Il est reçu exclusivement par voie digestive via les huiles végétales que l'on consomme usuellement lors des repas, et c'est donc un composé indispensable de notre ration alimentaire. Parce qu’il doit être présent dans notre alimentation, ne peut être synthétisé par le corps et est irremplaçable dans ses fonctions, on le qualifie d’acide gras essentiel.

Sous l'action d'enzymes, il est transformé en acide gamma-linolénique (GLA), que l'on peut, lui, trouver directement dans l'alimentation : huiles de bourrache, d'onagre, de graines de cassis, mais aussi dans le lait maternel.

En cosmétique

Bien que l'industrie cosmétique revendique l'utilisation générique d'acides gras essentiels (AGE) ou d'acides gras insaturés comme étant bénéfique pour la peau, seuls l'acide linoléique (Omega-6) et son métabolite l'acide gamma-linolénique (GLA) ont des effets biochimiques et thérapeutiques sur la peau prouvés par des études cliniques.

Ils nourrissent, régénèrent protègent et raffermissent la peau du visage et du corps, et sont essentiels à la formation de la barrière imperméable de la peau (épiderme).

Une carence en oméga-6 peut entraîner une sécheresse intense de la peau et des allergies. Au niveau cutané, cet acide gras entre dans la composition des céramides. Il participe à la reconstitution des lipides épidermiques et favorise la bonne cohésion des cellules de la peau entre elles. L’acide linoléique permet ainsi de limiter les pertes en eau de la peau tout en présentant des qualités adoucissantes et nutritives.

Ou le trouver?

Outre l'huile de lin, il est abondant dans dans l'huile de carthame, et et dans l'huile de chanvre qui en contient jusqu'à 50%-60%. C'est par ailleurs la seule huile à teneur élevée en AGE qui contient aussi le GLA.

Au niveau alimentaire, il est le seul oméga 6 réellement essentiel et doit absolument être apporté par la nourriture, car le corps ne sait pas le synthétiser. Heureusement, il est très présent dans l'alimentation, et il est facile d'en consommer suffisamment (comme tous les acides gras de la famille des omégas 6) :

- Huiles d'onagre et de bourrache ;
- Huile de maïs ;
- Huile de tournesol ;
- Huile de soja ;
- Huile de pépins de raisin ;
- Huile de lin.

A noter que toutes ces huiles doivent être des huiles de pression à froid. La chaleur détruit l'acide gras linoléique, il faut donc éviter les pressions à chaud et consommer ces huiles plutôt en salades.

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21 avril 2011

La chimiste du coin vous répond: où est passé le sodium, ou l'équation-bilan qui démystifie le savon...

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Bon, cette photo a plus de 10 ans et j'étais encore blonde à l'époque. Le tout est de savoir LAQUELLE des 3 blondes je suis... Na. Qui a dit que la couleur de cheveux déterminait les prédispositions aux sciences? hein? Comment ça, c'est moi? ;-)
  
Je répondais à Raphaël, qui me demandait où pouvait bien passer le sodium contenu dans la soude lors de la réaction de saponification...
 
Et puis je me suis dit que ça serait peut-être pas mal que de copier ma réponse ici, au cas où l'info puisse renseigner d'autres personnes qui pourraient se poser la même question...
 
Par contre, il va falloir écrire une ou deux équations-bilans (attention au mal de tête!)  ;-)
Allez, c'est parti!
 
En fait, le savon est crée à partir d’une réaction entre deux réactifs : du triglycéride (qui contient 3 acides gras R1 R2 et R3) et un alcali (la soude ou la potasse, mettons qu'on parle ici de la soude NaOH).
 
Voilà l'équation qui reprend la réaction, la première espèce chimique étant le triglycéride:
 
 
On peut la réécrire sous cette forme:
 
R-COO-R'   +   Na+HO–          →       R-COO– Na+   +     HO-R'
 
Soit: huile + alcali = savon + glycérine
 
On parle ici de Na+OH-.
En fait, c'est la formule du NaOH lorsqu'il est dissout dans l'eau: il forme les ions Na+ et OH-. Les ions ne sont pas des espèces "visibles" que l'on peut "toucher": il s'agit de molécules dispersées dans de l'eau, solubilisées.
 
Ainsi, si l’on dissout du NaOH, il forme dans l’eau du NA+ HO-.
L’ion Na+ va alors réagir avec un acide gras pour former le savon : R-COO-Na+.
 
On fait figurer dans l'équation-bilan les espèces + et - pour montrer que l'on est bien en équilibre électrique, mais l'espèce obtenue est un solide (donc une espèce non ionique, en équilibre électrique et neutre électriquement parlant: le RCOO-Na+, que l'on peut également noter RCOONa puisque le + du Na "annule" le - du OH-).
 
CQFD! Le savon est une espèce qui contient du sodium!
 
Et s'il n'est pas salé au goût (meuh non, je ne mange pas du savon au déjeuner, pfff... Je fais parfois des tests "sur la langue" pour voir si le savon est caustique ou pas - si oui: il picotte les papilles...), donc s'il n'est pas salé disais-je, c'est tout simplement parce que le sel c'est du chlorure de sodium. NaCl.
Et qu'il n'y a pas de chlore dans le savon!
 
Trop facile, non?
Hop!

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30 mars 2011

Les acides gras en détail - 3/ L'acide laurique

acide_20laurique

 

L'acide n-dodécanoïque ou acide laurique, est un acide gras saturé à chaîne moyenne puisqu'il contient 12 atomes de carbone sans aucune double liaison. Sa formule semi-développée est CH3(CH2)10COOH.

Pour rappel, les acides gras saturés se trouvent notamment dans les graisses animales (lait, fromage, beurre, viande, lard, etc.) mais aussi dans l'huile de coco et de palme. Ils ont tendance à être solide à température ambiante.

L’acide laurique se présente sous la forme industrielle d’un  solide blanc pulvérulent avec une faible odeur d'huile de laurier. Il est, notamment, le principal acide gras de l'huile de coprah (huile du cocotier), et il est supposé avoir des propriétés antimicrobiennes.

On le retrouve aussi dans le lait de vache ainsi que dans le lait humain, en fortes proportions. Ses propriétés antimicrobiennes seraient d’ailleurs très importantes pour les nourrissons dont le système immunitaire n'est pas complètement développé…

Il est utilisé industriellement dans les émulsions cosmétiques, les savons et les shampooings pour en améliorer la texture, le pouvoir lavant et pour son action anti-microbienne.

Dans un savon, il apporte donc de la dureté, permet un nettoyage efficace et donne une belle mousse abondante.

C’est aussi un émulsifiant connu: il permet de réunir l'huile et l'eau dans une émulsion, permettant ainsi de profiter des propriétés combinées de ces deux éléments. Autrement dit, permettre une réhydratation (eau) sur le long terme (huile).

Bon, mais alors me direz-vous… Laurique… Laurier ?

Bingo, que je vous répondrai.

Le fruit du laurier est riche en huile (17 à 25 %), une huile qui est solide à température ordinaire, et qu’on appelle donc pour cette raison le beurre de laurier. Cette huile a comme principal constituant un corps gras en C12, celui-là même que l’on nommera…  acide laurique ( !) à sa découverte.

 

D’ailleurs, l'huile végétale de baies de laurier est bien connue des savonniers : elle rentre en grande part dans la constitution du très célèbre savon d’Alep (avec sa copine l’huile d’olive). Ses propriétés antibactériennes en font un excellent savon pour les peaux à problèmes, en les apaisant et les désinfectant.

 

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De plus, l'huile de baies de laurier a une action décongestionnante et antiparasitaire et est efficace contre l'eczéma, le psoriasis, les pellicules, les furoncles et les abcès, les inflammations cutanées. On peut lier l’acide laurique à ces propriétés.

 

Ainsi, si vous avez envie de bénéficier de toutes ses propriétés, ne vous privez pas d'utiliser les huiles végétales de coco, babassu, ou palmiste, dont il rentre, aussi, en grande proportion dans la composition!

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22 mars 2011

Les triglycérides, mais kézaco que ces bestioles là???

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Alors. Je sais, la chimie, c'était pas votre matière préférée à l'école. Cependant, si vous êtes passionnés de savons, vous n'allez pas pouvoir y couper!

Pour aller un peu plus loin que la simple cuisine chimique du savon, il est intéressant de développer quelque peu le principe même de la réaction qui va créer le savon: la saponification, et par là même les "protagonistes" qui entrent en jeu dans ce processus formidable qui nous fait mousser un max!

Ainsi, j'ai déjà commencé à vous parler un peu des acides gras. Cependant, c'est comme discuter deDon Corléone sans parler de la mafia (oui, bon, c'est la seule comparaison qui me vient en tête. Je devrais arrêter les séries de Canal+ moi!)

Ou de Suri Cruise sans parler de Tom (ça ne s'arrange pas).

Bref: pour pouvoir développer correctement sur les acides gras et ainsi expliquer dans quelle proportion ils peuvent avoir un effet sur les propriétés d'un savon, il faut commencer par présenter d'où ils viennent.

(Des huiles végétales)

Oui, bon. Mais dans quelles espèces chimiques des huiles végétales, alors?

(Hein? Hein?)

Ben, des triglycérides pardi!

 

Les triglycérides: pour commencer

La réaction de saponification peut s'écrire ainsi entre un ester et l'hydroxyde de sodium :

R-COO-R' + Na+  +      HO          →       R-COO Na+ +     HO-R'

  Saponification

On passe alors d'un ester R-COO-R' au carboxylate de sodium R-COO Na+et à l'alcool HO-R', qui forment le savon. C'est une hydrolyse basique de l'ester.

Or, les triglycérides sont des glycérides dans lesquels les trois groupementshydroxyle du glycérol sont estérifiés par des acides gras. Ils sont le constituant principal de l'huile végétale et des graisses animales. 

Leur formule chimique générale est: 

CH2-O-CO-R1
|
CH-O-CO-R2
|
CH2-O-CO-R3

R1, R2 et R3 sont des acides gras. Les trois acides gras ne sont pas nécessairement les mêmes.

Ainsi, le triglycéride est donc un ester! (CQFD)

On peut alors écrire:

765px_Saponification_triglyceride_fr

La plupart des corps gras naturels sont constitués d'un mélange complexe de triglycérides, à cause de cela, ils fondent progressivement sur une large plage de température. Le beurre de cacao est atypique car il est constitué principalement d'un seul triglycéride (composé d'acidespalmitique, oléique et stéarique dans cet ordre) et a un point de fusion assez marqué (et donc le chocolat fond dans la bouche sans paraître graisseux).

 

Les triglycérides dans les corps gras

L'huile végétale est composée de triesters, formés à partir d'acides gras et de glycérol qui possède 3 fonctions alcool (la double-liaison sur la représentation semi-développée ci-dessous).

Ces triesters sont les triglycérides :

Comme il y a plusieurs acides gras mélangés dans les huiles, il existe un grand nombre de combinaisons de triglycérides. Ce sont de grosses molécules, à trois longues branches carbonées, d'où les propriétés hydrophobes et visqueuses des huiles.

On peut donc réécrire la réaction de saponification de façon un peu plus détaillée, maintenant que l'on connaît la formule du triglycéride! Hop:

 
 
Bref, vous avez tout bien compris: le savon est crée à partir d’une réaction entre deux réactifs : du triglycéride (qui contient 3 acides gras représentés ci-dessus par R1, R2 et R3) et un alcali.
 
 
Pour résumer(pour les feignants, quoi)

Le triglycéride est une graisse (ex : huile végétale) qui est formée de trois acides gras (R-COOH) et d'une molécule de glycérol (C3H8O3). Le glycérol est lié aux acides gras.
 
L'acide gras:


Le triglycéride:
 

Pour former du savon, le triglycéride est mélangé à l’eau. L’eau va briser les liaisons C-O pour former trois acides gras, et un glycérol.

C’est ensuite qu’on ajoute un alcali. Si l’on ajoute par exemple du NaOH, il se dissout dans l’eau pour former du NA+ + HO-. L’ion Na+ va alors réagir avec un acide gras pour former le savon : R-COONa.

Ainsi, pour faire du savon, on fait une saponification des triglycérides par une base forte. La réaction est donc : huile + alcali = savon + glycérine. 
 
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Ça va? Pas trop mal à la tête? ;-)

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15 mars 2011

Les acides gras en détail - 2/ L'acide oléique

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Si on devait choisir le roi des acides gras monoinsaturés, ce serait bien celui-là!

Présent à plus ou moins grande proportion dans toutes les huiles animales ou végétales, par exemple dans l'huile de pépins de raisin (15 % à 20 %) ou le beurre de karité (40% à 60%), il est le composant principal de l'huile d'olive, dans laquelle onle retrouve à hauteur de 70%. 

Il entre également en quantités non négligeables dans la composition des huiles d'avocat, de noisette et d'amande douce.

Autrement dit: il contribue à hydrater la peau, à la rendre souple et ferme!

L'acide oléique se révèle être un excellent régénérateur des cellules de la peau, hautement bénéfique pour retarder l'apparition des rides. Il tonifie l'épiderme à qui il redonne élasticité et tonus.

Allez, un peu de chimie compliquée, juste pour le plaisir:

L'acide oléique vient du latin oleum et veut dire huile. Sa formule chimique brute est  C18H34O2

Semie-développée, cela donne:  CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

Son nom réel est acide cis-9-octadécénoïque, et son nom court de lipide est 18:1 cis-9.

Pour anecdote, la forme saturée de cet acide est l'acide stéarique.

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31 janvier 2011

La "saponification" : kézako?

savon_pain

Le savon est le produit d’une réaction chimique nommée saponification des corps gras.

Cette transformation non inversable et lente est une des plus anciennes réactions chimiques connues et maîtrisées par l'humanité. C'est une simple hydrolyse alcaline au cours de laquelle un mélange de corps gras — graisses animales ou huiles végétales— est hydrolysé en milieu alcalin par une base forte: soit la potasse (ou hydroxyde de potassium) KOH soit la soude (ou hydroxyde de sodium) NaOH.

Un peu de chimie...

L’hydrolyse des corps gras produit du glycérol, que l'on appelle aussi glycérine et surtout un mélange de carboxylates de sodium ou de potassium qui constituent les molécules du savon. Les savons fabriqués à partir de soude sont durs. Les savons fabriqués à partir de potasse sont mous ou liquides.

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soit : corps gras + NaOH (ou KOH) --> glycérol + savon

... où R est une chaîne d’atomes de carbone et d’hydrogène. On peut avoir par exemple R = (CH2)14 - CH3

 

 

La fabrication industrielle du savon

Fabrications et procédés industriels ont varié depuis les premières mises au point vers 1750.

La fabrication en cuve est caractérisée par 5 étapes distinctes: l'empâtage, le relargage, l'épinage, le lavage et séchage.

  • l'empâtage consiste à mélanger les corps gras à la lessive de soude. Une solution de soude, faiblement alcaline, est chauffée à ébullition. Le corps gras végétal, c'est-à-dire l'huile d'olive, d'arachide, de coton, de palme, de noix de coco, de sésame ou le corps gras animal, suif ou huile de poisson, est ajouté par petites doses et souvent sous forme de mélange complexe selon le savon à obtenir. Pour obtenir du savon mou on utilisera des huiles de colza, d'œillette ou de chènevis et de la potasse caustique (KOH).

  • le relargage utilise des lessives concentrées puis des lessives salées qui permettent une meilleure séparation des sels alcalins d'acide gras, c'est-à-dire du savon formé qui est relargué et surnage en grumeaux.

  • l'épinage, qui prend son nom de l'épine, robinet du bas de la cuve, consiste à soutirer l'eau salée et le glycérol.

  • le lavage consiste à répéter l'ajout de solutions salines, pour emporter glycérol et lessives résiduelles.

  • Le séchage permet d'obtenir des pains de savons secs et consistants.

Les deux étapes médianes ont parfois disparu au cours des années 1920 pour favoriser une épuration rapide et permettre une coulée à l'état liquide dans des bassins peu profonds, appelés mises, où le savon se solidifie avant d'être débité en bandes, puis (après séchage) marqué et débité en cubes.

Le nettoyage des matières grasses est souvent suivi, au milieu du vingtième siècle, d'hygrogénation des acides gras polyinsaturés, afin d'augmenter la compacité du savon produit. La saponification est conduite à haute pression et à

130 °C

, par introduction d'une lessive de soude à 7% dans le corps gras fondu en présence de solution-mère de savon. Le savon formé est séparé avec une solution saline, qui emmène le glycérol et sur laquelle il surnage.

Depuis les années

1970, l

'hydrolyse des graisses par de l'eau sous pression et à haute température, en présence de savon de zinc faisant office de catalyseur, donne en continu acide gras et glycérol, immédiatement séparés par distillation. L'acide gras est neutralisé par la soude et donne le savon.

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Pour résumer

Les matières premières pour fabriquer du savon sont les matières grasses et la soude, éventuellement

la potasse. Un

savon "bien fini", c'est-à-dire dont la réaction de saponification est terminée et totale, ne contient plus ni soude ni huile. Ils sont principalement constitués de différents carboxylates de sodium, molécules de savon. Ils contiennent aussi de l'eau et des additifs variés.

La glycérine ou glycérol est un sous-produit de la saponification que l'on peut éliminer. Mais elle est laissée ou rajoutée parfois au savon car elle apporte des propriétés hydratantes.

L'art savonnier distingue, plus ou moins indifféremment, suivant la provenance géographique d'origine ou la couleur :

  • le savon Azul e Branco, fabriqué au Portugal ; il est bleu et blanc-jaunâtre

  • le savon d'Alep, le plus ancien savon syrien, à base d'huile d'olive et d'huile de baies de laurier

  • le savon de Marseille traditionnel, préparé avec de l'huile d'olive et de la soude. Il contient aussi de l'huile de coprah et de l'huile de palme, et comporte au moins l'équivalent de 61-63 % d'acides gras

  • le savon blanc, traditionnellement fabriqué en Suisse à partir de l'huile de tournesol. Il est dit "blanc" car il est beaucoup moins sombre que le savon noir à base d'huile de lin. À l'inverse de ce dernier, le savon blanc est utilisé comme savon de toilette.

  • le savon marbré, qui comporte des lignes de savons ferreux non déposées, c'est-à-dire des carboxylates de fer précipités dans la masse du savon formé. Les fines marbrures sont vertes.

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20 janvier 2011

Les acides gras en détail - 1: L'acide stéarique

acide__20stearique

Acide gras naturellement présent dans de nombreux beurres et huiles végétaux (Karité, Cacao, Palme), l'acide stéarique s'utilise surtout comme facteur de consistance pour épaissir vos préparations cosmétiques, enrichir et stabiliser les émulsions, durcir les baumes, mais aussi les savons.

Propriétés :

  • Epaississant, voire durcissant dans les baumes et les sticks

  • Emollient : apporte douceur et onctuosité aux formules

  • Nourrissant

  • Protecteur (filmogène)

  • Co-émulsifiant : participe à l'émulsification et améliore la stabilité des émulsions

  • Apporte de la dureté aux savons

  • Facteur de consistance dans les bougies

L'acide stéarique (du grec « stear », qui signifie graisse) est aussi appelé acide octadécanoïque.

Chimiquement parlant, c'est un acide gras à chaîne longue, qu'on symbolise par les nombres 18:0 pour indiquer qu'il a 18 atomes de carbone et aucune liaison covalente double : c'est un acide gras saturé. A température ambiante, il forme un solide blanc. Sa température de fusion est d'environ 70 °C.

Sa formule chimique semi-developpée est :

CH3-[CH2]16-COOH

Petite astuce:

Il est possible de préparer des "beurres" végétaux, avec l'huile de votre choix (olive, sésame, jojoba, amande...) en utilisant de l'acide stéarique et de l'alcool cétylique. L'acide stéarique permet surtout d'épaissir l'huile, tout en apportant un toucher très doux légèrement cireux, tandis que l'alcool cétylique donne un aspect plus onctueux (sinon l'acide stéarique tend à cristalliser un peu "en feuillets"), et un toucher plus riche, plus gras, mais apporte moins de dureté. En modulant les quantités d'huile, d'acide stéarique et d'alcool cétylique, il est donc possible de varier la texture, la consistance et le toucher du beurre obtenu.

la recette: parfum solide "Hot Spicy" (source)

images

 Concrète de parfum "Hot Spicy" (S. Macheteau)

Une concrète de parfum unisexe pour une parfaite bio alchimie des corps !

Contenant conseillé : petit pot de 9 ml

  • 5 g d'huile de camélia
  • 2 g de beurre de karité
  • 2 g d’acide stéarique (émulsifiant naturel)
  • 20 gouttes d’huiles essentielles réparties de la manière suivante
  • 5 gouttes de poivre noir
  • 5 gouttes de noix de muscade
  • 3 gouttes de gingembre
  • 2 gouttes de cannelle
  • 5 gouttes de pamplemousse

Préparation : Faire chauffer à feu très doux au bain-marie l'huile de camélia, le beurre de karité et l’acide stéarique au bain-marie jusqu'à ce que la cire soit fondue. Retirer du feu. Ajouter les gouttes d’huiles essentielles puis mélanger rapidement avec un petit fouet et verser dans le petit pot.

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