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S02 – Formuler une solution cosmétique stable 📝⚓︎

Solution – Solvant – Soluté – Dissolution – Solubilité – Miscibilité

En BTS MECP, on attend des réponses rédigées, justifiées et utilisant un vocabulaire scientifique précis.

🎯 Objectifs de la séance⚓︎

À l'issue de cette séance, vous serez capables de :

  • définir les termes : solution, solvant, soluté, dissolution
  • identifier le solvant et les solutés dans une formulation cosmétique
  • expliquer les facteurs qui influencent la solubilité
  • distinguer miscibilité et solubilité
  • argumenter sur la stabilité d'une solution cosmétique

🧴 Pourquoi c'est important pour votre métier ?⚓︎

En institut ou en laboratoire cosmétique, vous serez amené(e) à :

  • Comprendre pourquoi un actif précipite et rend le produit invendable
  • Choisir le bon solvant pour dissoudre un actif (eau, huile, alcool ?)
  • Expliquer à un client pourquoi certains produits ont deux phases
  • Garantir la stabilité d'une formulation dans le temps

💡 Savez-vous pourquoi on ne peut pas mélanger de l'huile essentielle directement dans une lotion aqueuse ? Cette séance vous permettra de comprendre les règles de solubilité et de miscibilité !

👉 Cette séance vous permettra de comprendre comment un actif se dissout (ou pas !) dans une formulation cosmétique.

🧴 Situation professionnelle⚓︎

Vous travaillez dans un laboratoire de formulation cosmétique.

Un client souhaite développer une lotion hydratante contenant un nouvel actif hydrosoluble (acide hyaluronique). Avant de lancer la production, vous devez vous assurer que l'actif sera correctement dissous et que la formulation restera stable dans le temps.

« Comment garantir que l'actif sera bien dissous dans la phase aqueuse ? Quels paramètres surveiller ? »

huile dans l'eau

📄 Documents fournis⚓︎

Document 1 – Rappel : la lotion micellaire (S01)⚓︎

Lors de la séance précédente, nous avons établi que la lotion micellaire est un mélange homogène : on ne distingue pas les différents constituants à l'œil nu.

En chimie, un mélange homogène liquide porte un nom spécifique : c'est une solution.

Document 2 – Fiche technique : Acide hyaluronique (actif)⚓︎

Propriété Valeur
Nom INCI Sodium Hyaluronate
Masse molaire 400 000 – 1 000 000 g/mol (polymère)
Aspect Poudre blanche
Solubilité dans l'eau Très soluble (jusqu'à 50 g/L à 25°C)
Solubilité dans l'huile Insoluble
Solubilité dans l'éthanol Faiblement soluble
pH de la solution à 1% 6,0 – 7,5
Conservation À l'abri de la lumière et de l'humidité

Document 3 – Solubilité de quelques substances dans l'eau⚓︎

Substance Solubilité dans l'eau à 25°C Solubilité dans l'eau à 60°C
Chlorure de sodium (sel) 360 g/L 370 g/L
Glucose 910 g/L 1 200 g/L
Acide citrique 590 g/L 840 g/L
Caféine 20 g/L 180 g/L
Vitamine C 330 g/L 450 g/L

Document 4 – Miscibilité de quelques liquides⚓︎

Liquide 1 Liquide 2 Observation Conclusion
Eau Éthanol Mélange uniforme Miscibles
Eau Glycérine Mélange uniforme Miscibles
Eau Huile de tournesol Deux couches distinctes Non miscibles
Eau Huile de paraffine Deux couches distinctes Non miscibles
Éthanol Huile Mélange uniforme Miscibles

Document 5 – Schéma de la dissolution⚓︎

📋 Texte
    DISSOLUTION

    Soluté (solide)     +     Solvant (liquide)     →     Solution (mélange homogène)

    Exemple :
    Sel (NaCl)          +     Eau (H₂O)             →     Eau salée


    Le soluté "disparaît" visuellement mais il est toujours présent !
    → Les particules de soluté se dispersent entre les molécules de solvant.

🔬 Travail 1 – De mélange homogène à solution⚓︎

1.1 – Rappel S01⚓︎

1. La lotion micellaire étudiée en S01 est-elle un mélange homogène ou hétérogène ?

☐ Homogène ☐ Hétérogène

2. Justifiez en une phrase :



1.2 – Introduction du vocabulaire⚓︎

À partir du Document 1, complétez les définitions :

Solution : Une solution est un ____ constitué d'un ____ et d'un ou plusieurs _______.

🧪 Travail 2 – Identifier solvant et soluté⚓︎

2.1 – Définitions⚓︎

À partir de vos connaissances et du contexte, complétez :

Terme Définition Caractéristique
Solvant Constituant _______ Souvent un _______
Soluté Constituant _______ Peut être un solide, un liquide ou un _______

2.2 – Application à la lotion hydratante⚓︎

On souhaite formuler une lotion hydratante avec la composition suivante : - Eau purifiée : 95% - Glycérine : 3% - Acide hyaluronique : 1% - Conservateur : 0,5% - Parfum : 0,5%

1. Quel est le solvant de cette formulation ? Justifiez.




2. Citez deux solutés présents dans cette formulation :

  • Soluté 1 : _______
  • Soluté 2 : _______

3. Pourquoi l'eau est-elle le solvant et non la glycérine ?




🔥 Travail 3 – Comprendre la dissolution⚓︎

3.1 – Le phénomène de dissolution⚓︎

À partir du Document 5, répondez aux questions :

1. Lors de la dissolution, le soluté disparaît-il vraiment ?

☐ Oui, il est détruit ☐ Non, il est dispersé dans le solvant

2. Expliquez avec vos mots ce qui se passe au niveau des particules lors d'une dissolution :




3.2 – Dissolution vs Fusion⚓︎

Un étudiant affirme : « Quand le sel se dissout dans l'eau, il fond. »

Cette affirmation est-elle correcte ? Justifiez en distinguant dissolution et fusion.





📊 Travail 4 – Facteurs influençant la solubilité⚓︎

4.1 – Influence de la température⚓︎

À partir du Document 3, répondez aux questions :

1. Pour la caféine, la solubilité est de _ g/L à 25°C et de _ g/L à 60°C.

2. Comment évolue la solubilité de la caféine quand la température augmente ?

☐ Elle augmente ☐ Elle diminue ☐ Elle reste constante

3. Cette tendance est-elle la même pour toutes les substances du tableau ?

☐ Oui ☐ Non

4. Conclusion : Quel est l'effet général de la température sur la solubilité des solides dans l'eau ?




4.2 – Influence de la nature du solvant⚓︎

À partir du Document 2 (fiche technique de l'acide hyaluronique) :

1. L'acide hyaluronique est-il soluble dans l'eau ? ☐ Oui ☐ Non

2. L'acide hyaluronique est-il soluble dans l'huile ? ☐ Oui ☐ Non

3. L'acide hyaluronique est-il soluble dans l'éthanol ? ☐ Oui ☐ Non ☐ Faiblement

4. Conclusion : La solubilité dépend-elle de la nature du solvant ?



4.3 – Synthèse : les facteurs de solubilité⚓︎

Complétez le schéma récapitulatif :

📋 Texte
                    SOLUBILITÉ
                        │
        ┌───────────────┼───────────────┐
        │               │               │
   TEMPÉRATURE     NATURE DU       NATURE DU
        │           SOLVANT          SOLUTÉ
        │               │               │
        ▼               ▼               ▼
   Généralement    Eau ≠ Huile     Chaque substance
   ___________     ≠ Éthanol       a sa propre
   quand T°↑                       solubilité

💧 Travail 5 – Miscibilité vs Solubilité⚓︎

5.1 – Distinguer les deux notions⚓︎

À partir du Document 4, complétez le tableau :

Notion Concerne Définition
Solubilité Un _______ dans un liquide Capacité d'un soluté à _______ dans un solvant
Miscibilité Deux _______ Capacité de deux liquides à former un _______

5.2 – Application⚓︎

1. L'eau et l'éthanol sont-ils miscibles ? ☐ Oui ☐ Non

2. L'eau et l'huile sont-elles miscibles ? ☐ Oui ☐ Non

3. Si on veut incorporer un parfum (souvent huileux) dans une lotion aqueuse, quel problème risque-t-on de rencontrer ?




4. Proposez une solution pour résoudre ce problème (plusieurs réponses possibles) :

☐ Ajouter un tensioactif / solubilisant ☐ Changer de forme galénique (huile au lieu de lotion) ☐ Chauffer très fort ☐ Utiliser un co-solvant (éthanol)

⚠️ Travail 6 – Stabilité d'une solution cosmétique⚓︎

6.1 – Qu'est-ce qu'une solution stable ?⚓︎

Une solution cosmétique est dite stable si elle reste ____ dans le temps (pas de ___, pas de ____, pas de ___).

6.2 – Cas pratique : problème de formulation⚓︎

Un technicien prépare une lotion avec 5% de vitamine C dans l'eau. Après quelques jours, il observe un dépôt blanc au fond du flacon.

1. La solution est-elle encore homogène ?

☐ Oui ☐ Non

2. Quelle est la cause probable de ce dépôt ?




3. Proposez deux solutions pour éviter ce problème :

  • Solution 1 : ___________

  • Solution 2 : ___________

✍️ Travail 7 – Entraînement E2 : rédaction argumentée⚓︎

🎯 Compétence E2 : Argumenter

Question : L'acide hyaluronique (Document 2) est-il adapté pour une formulation en phase aqueuse ? Justifiez votre réponse en 3 à 5 lignes.

Votre réponse doit : - Citer une donnée du document - Donner une conclusion claire - Justifier avec un argument scientifique







🚀 Travail 8 – Approfondissement (pour aller plus loin)⚓︎

⚡ Ce travail est facultatif.

Situation : Choix d'un solvant⚓︎

Un laboratoire souhaite formuler un produit contenant à la fois : - Un actif hydrosoluble (vitamine C) - Un actif liposoluble (vitamine E)

1. Peut-on dissoudre ces deux actifs dans le même solvant (eau seule ou huile seule) ?




2. Proposez une stratégie de formulation pour incorporer les deux actifs dans un même produit :





✍️ Synthèse personnelle (entraînement E2 – 5 à 7 lignes)⚓︎

🎯 Compétence E2 : Communiquer

Rédigez un court paragraphe expliquant comment garantir qu'un actif sera bien dissous dans une formulation cosmétique.

Votre synthèse doit contenir : - La définition de dissolution - Les facteurs qui influencent la solubilité - Le lien avec la stabilité du produit

Mots obligatoires à placer : solution – solvant – soluté – dissolution – solubilité – température – stable








🏆 Mes réussites aujourd'hui⚓︎

Avant de passer à l'auto-évaluation, prenez un moment pour reconnaître vos progrès !

Cochez ce que vous avez réussi à faire :

Réussite ✓
J'ai compris la différence entre solvant et soluté ☐
J'ai su identifier le solvant dans une formulation (= majoritaire) ☐
J'ai compris que dissolution ≠ fusion ☐
J'ai retenu les 3 facteurs qui influencent la solubilité ☐
J'ai su distinguer miscibilité et solubilité ☐

💡 Chaque case cochée est une victoire ! Ces notions sont fondamentales pour comprendre pourquoi certains produits sont stables et d'autres non.

✅ Auto-évaluation⚓︎

Avant de rendre votre travail, vérifiez :

Critère ✓
Je sais définir : solution, solvant, soluté, dissolution ☐
Je sais identifier le solvant et les solutés dans une formulation ☐
Je connais les facteurs qui influencent la solubilité ☐
Je sais distinguer miscibilité et solubilité ☐
J'ai rédigé mes réponses avec des phrases complètes ☐
J'ai rédigé ma synthèse avec les mots obligatoires ☐

🔗 Pour la suite de la progression⚓︎

Dans la séance suivante (S03), nous apprendrons à quantifier les solutions :

  • Qu'est-ce qu'une concentration ?
  • Comment calculer la concentration massique ?
  • Comment interpréter une concentration dans un contexte professionnel ?

🔧 Outils méthodologiques associés⚓︎

➡️ Fiche méthode 01 – Justifier une réponse en physique-chimie

➡️ Fiche méthode 02 – Calculer et interpréter une concentration

📺 Pour réviser en vidéo⚓︎

🎬 Dissolution du sel – CEA – 2 min Animation montrant ce qui se passe au niveau moléculaire lors d'une dissolution.

🎬 Solubilité et miscibilité – Unisciel – 5 min Explication claire de ces deux notions avec des exemples concrets.

🎬 Pourquoi l'huile et l'eau ne se mélangent pas ? – 3 min Comprendre la non-miscibilité au niveau moléculaire.

💡 Conseil : Si vous confondez encore "dissolution" et "fusion", regardez la première vidéo !