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S02 – Formuler une solution cosmétique stable 📖⚓︎

Solution – Solvant – Soluté – Dissolution – Solubilité – Miscibilité

1️⃣ De mélange homogène à solution⚓︎

Lors de la séance précédente, nous avons montré que certains produits cosmétiques (comme la lotion micellaire) sont des mélanges homogènes : 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.

2️⃣ Solution, solvant et soluté⚓︎

🔹 Solution⚓︎

Définition

Une solution est un mélange homogène constitué : - d'un solvant (constituant majoritaire), - d'un ou plusieurs solutés (constituants minoritaires dissous).

Exemples cosmétiques - Lotion micellaire - Eau tonique - Sérum aqueux

🔹 Solvant⚓︎

Définition

Le solvant est le constituant majoritaire d'une solution. C'est lui qui dissout les autres substances.

Exemples - Eau (solvant le plus courant en cosmétique) - Éthanol - Huile (pour les produits lipophiles)

🔹 Soluté⚓︎

Définition

Le soluté est une substance dissoute dans le solvant, présente en plus faible quantité.

Un soluté peut être : - un solide (sel, sucre, poudre d'actif...) - un liquide (glycérine, parfum hydrosoluble...) - un gaz (CO₂ dans l'eau gazeuse)

Exemples cosmétiques - Glycérine (humectant) - Acide hyaluronique (actif) - Conservateurs - Parfum

🔹 Schéma récapitulatif⚓︎

📋 Texte
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        SOLUTION                             │
│                  (mélange homogène)                         │
│                                                             │
│    ┌──────────────┐         ┌──────────────────────────┐    │
│    │   SOLVANT    │    +    │        SOLUTÉ(S)         │    │
│    │ (majoritaire)│         │    (minoritaires)        │    │
│    │              │         │                          │    │
│    │  Ex : Eau    │         │  Ex : Glycérine, actifs  │    │
│    └──────────────┘         └──────────────────────────┘    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Schéma de synthèse – Solutions (S02)

3️⃣ La dissolution⚓︎

🔹 Définition⚓︎

La dissolution est le processus par lequel un soluté se disperse de manière homogène dans un solvant pour former une solution.

🔹 Ce qui se passe au niveau microscopique⚓︎

Lors de la dissolution : 1. Les particules de soluté (molécules ou ions) se séparent les unes des autres 2. Elles se dispersent parmi les molécules de solvant 3. Le mélange devient homogène

📌 Important : Le soluté ne disparaît pas ! Il est toujours présent dans la solution, simplement dispersé. On peut le récupérer par évaporation du solvant.

🔹 Dissolution ≠ Fusion⚓︎

Dissolution Fusion
Dispersion d'un soluté dans un solvant Changement d'état solide → liquide
Nécessite un solvant Nécessite de la chaleur
Le soluté reste à l'état solide (dispersé) Le solide devient liquide
Ex : sel dans l'eau Ex : glace qui fond

❌ On ne dit pas "le sucre fond dans le café" mais "le sucre se dissout dans le café".

4️⃣ La solubilité⚓︎

🔹 Définition⚓︎

La solubilité est la quantité maximale de soluté que l'on peut dissoudre dans un volume donné de solvant, à une température donnée.

Elle s'exprime généralement en g/L ou g/100 mL.

🔹 Exemple⚓︎

La solubilité du chlorure de sodium (sel) dans l'eau est de 360 g/L à 25°C.

Cela signifie qu'on peut dissoudre au maximum 360 g de sel dans 1 L d'eau à 25°C. Au-delà, le sel ne se dissout plus et forme un dépôt au fond : la solution est saturée.

🔹 Facteurs influençant la solubilité⚓︎

Facteur Influence Exemple
Température ↑ Généralement, la solubilité augmente quand la température augmente La caféine : 20 g/L à 25°C → 180 g/L à 60°C
Nature du solvant Un soluté n'a pas la même solubilité dans tous les solvants L'acide hyaluronique : soluble dans l'eau, insoluble dans l'huile
Nature du soluté Chaque substance a sa propre solubilité Le sel : 360 g/L ; le glucose : 910 g/L

🔹 Règle qualitative : "Le semblable dissout le semblable"⚓︎

  • Les substances polaires (hydrophiles) se dissolvent dans les solvants polaires (eau)
  • Les substances apolaires (lipophiles) se dissolvent dans les solvants apolaires (huile)
Type de substance Soluble dans l'eau Soluble dans l'huile
Hydrophile (polaire) ✅ Oui ❌ Non
Lipophile (apolaire) ❌ Non ✅ Oui

5️⃣ La miscibilité⚓︎

🔹 Définition⚓︎

La miscibilité concerne le mélange de deux liquides.

Deux liquides sont miscibles s'ils peuvent se mélanger pour former un mélange homogène (une seule phase).

Deux liquides sont non miscibles s'ils forment un mélange hétérogène (deux phases distinctes).

🔹 Exemples⚓︎

Liquide 1 Liquide 2 Résultat Conclusion
Eau Éthanol 1 phase Miscibles
Eau Glycérine 1 phase Miscibles
Eau Huile 2 phases Non miscibles

🔹 Miscibilité vs Solubilité⚓︎

Solubilité Miscibilité
Concerne Un solide (ou gaz) dans un liquide Deux liquides
Question "Ce solide peut-il se dissoudre ?" "Ces deux liquides peuvent-ils se mélanger ?"
Exemple Le sel est soluble dans l'eau L'eau et l'éthanol sont miscibles

6️⃣ Stabilité d'une solution cosmétique⚓︎

🔹 Définition⚓︎

Une solution cosmétique est dite stable si elle reste homogène dans le temps.

🔹 Signes d'instabilité⚓︎

Une solution instable peut présenter : - Un dépôt (précipité au fond) - Un trouble (aspect laiteux) - Une séparation de phases (deux couches) - Des cristaux visibles

🔹 Causes d'instabilité⚓︎

Cause Explication Solution
Dépassement de solubilité Trop de soluté par rapport à la limite Réduire la concentration
Baisse de température La solubilité diminue, le soluté précipite Stocker à température adaptée
Incompatibilité solvant/soluté Le soluté n'est pas soluble dans ce solvant Changer de solvant ou ajouter un co-solvant
Non miscibilité Deux liquides non miscibles Ajouter un tensioactif ou faire une émulsion

🔹 Phrase clé⚓︎

📌 Une solution cosmétique stable, c'est un mélange homogène qui reste homogène dans le temps.

7️⃣ Méthode BTS : décrire une solution⚓︎

Pour décrire scientifiquement une solution cosmétique :

  1. Identifier le type de mélange (homogène → solution)
  2. Nommer le solvant (constituant majoritaire)
  3. Lister les principaux solutés
  4. Vérifier la compatibilité solvant/solutés (solubilité)
  5. Conclure sur la stabilité attendue

8️⃣ À retenir pour l'épreuve E2⚓︎

✅ Définitions clés⚓︎

Terme Définition courte
Solution Mélange homogène (solvant + soluté(s))
Solvant Constituant majoritaire
Soluté Constituant minoritaire dissous
Dissolution Dispersion du soluté dans le solvant
Solubilité Quantité maximale de soluté qu'on peut dissoudre
Miscibilité Capacité de deux liquides à se mélanger

✅ Facteurs de solubilité⚓︎

  1. Température (↑T° → ↑solubilité en général)
  2. Nature du solvant (eau ≠ huile ≠ éthanol)
  3. Nature du soluté (chaque substance a sa propre solubilité)
  4. Cas des gaz : la solubilité des gaz diminue souvent quand la température augmente et augmente quand la pression augmente (ex : CO₂).

✅ Vocabulaire à maîtriser⚓︎

  • Solution / Solvant / Soluté
  • Dissolution / Solubilité / Saturation
  • Miscible / Non miscible
  • Stable / Instable / Dépôt / Précipité

✅ Erreur classique à éviter⚓︎

❌ Erreur ✅ Correction
"Le sucre fond dans l'eau" "Le sucre se dissout dans l'eau"
"L'huile n'est pas soluble dans l'eau" "L'huile et l'eau ne sont pas miscibles"

🔗 Lien avec la suite de la progression⚓︎

Dans la séance suivante (S03), nous apprendrons à quantifier une solution :

  • Concentration massique (Cm en g/L)
  • Quantité de matière (n en mol)
  • Interprétation d'une concentration dans un contexte professionnel

🔧 Outils méthodologiques associés⚓︎

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