Thème : Les matériaux Chap. 2 Structure et propriétés des matériaux

Les colles 1

LES COLLES

Mots-clefs : Colles et adhésifs

Contexte du sujet :

Depuis toujours l'Homme sait utiliser la colle : l'Homme de Néandertal la connaissait et savait déjà

parfaitement l'utiliser pour des décorations et pour sceller des contenants. Dans la société où nous

vivons, la colle est omniprésente : on la retrouve dans des domaines aussi vastes que l'industrie,

l'aviation, le bâtiment, et bien d'autres. Cependant nous ne sommes pas les seuls à savoir contrôler

cet incroyable pouvoir de fixation ; de nombreux végétaux et animaux en produisent à des fins aussi

diverses qu'étonnantes, telles que se nourrir, se protéger, construire des habitations, améliorer la

mobilité... La nature toute entière a besoin de colle, ce qui est une preuve incontestable de

l'importance de celle-ci.

De nos jours, il existe une multitude de colles de composition chimique différentes : cyanoacrylate,

époxydique, vinylique, etc., chacune étant plus ou moins bien adaptée à l’assemblage de matériaux

spécifiques (bois, métal, verre, plastiques…) et à un usage particulier (décoration, sollicitation

mécanique, immersion dans un liquide..).

Ainsi, on n’utilisera pas la même colle pour recoller un vase brisé ou une semelle de chaussure

Colles et adhésifs, objets incontournables de notre quotidien, sont au coeur d’une vaste

problématique scientifique concernant la compréhension des mécanismes d’adhésion. Comment ça

marche ?

ANALYSE ET SYNTHESE DE DOCUMENTS SCIENTIFIQUES (durée conseillée : 30 min)

Document 1 : A propos du lait

Le lait est un mélange complexe et instable d’eau (87 %) et de nutriments (extrait sec : 13%)

constitués par des lipides, des protéines, des glucides et du sel. Les protéines les plus courantes dans

le lait sont les caséines. Ce sont des macromolécules composées d’une longue chaine carbonée et

azotée qui est lipophile, (peu soluble dans l’eau et possédant une affinité pour les graisses), et d’un

bout de chaine hydrophile (ou lipophobe). On dit que cette molécule est amphiphile ou que c’est un

tensioactif.

Comme l’indique le diagramme ci-contre, la charge

de la caséine varie selon le pH du milieu.

Dans le lait bien conservé, le pH est égal à 6,5. Les matières grasses s’entourent de molécules de

caséine, dont la partie lipophile baigne dans la matière grasse et la partie hydrophile baigne dans l’eau.

Il se forme ainsi des micelles, constituées de gouttelettes de matière grasse entourées de molécules

de caséine. Le lait forme ainsi une émulsion.

La couche externe des micelles étant négative, ces dernières se repoussent entre elles, ce qui

empêche la précipitation des matières grasses. En faisant varier le pH du lait, on peut donc diminuer

la répulsion électrostatique entre micelles, et on peut ainsi provoquer leur précipitation sous forme

d’un coagulum de matière grasse et de caséine : le caillé.

Débarrassé des matières grasses qu’il contient, le caillé est l’ingrédient principal d’une colle : la colle à

la caséine.

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Document 2 : Quelques caractéristiques utiles

Document 3 : Fabrication d’une colle à partir du lait

1. Extraction de la caséine du lait

o Mesurer le pH du lait avant la manipulation : pH0 = ………

o Chauffer 100 mL de lait à 40°C dans un bécher 250 mL.

o Quand la température atteint 40°C, couper le chauffage, puis introduire très doucement à la

pipette graduée, et en agitant avec une baguette en verre, 20 mL d’acide éthanoïque à « 10 % en

volume ».

o Le lait se met à cailler et le pH doit être voisin de 4,5. Si ce n’est pas le cas, rajouter quelques

gouttes de vinaigre. La solution d’acide éthanoïque à 10% est une solution de vinaigre blanc.

o Mesurer le nouveau pH une fois le lait caillé : pH1 = ………

o Filtrer le lait caillé sur Büchner.

o Laver à l’aide d’environ 10 mL d’eau distillée bien froide et quelques gouttes d’acétone, et filtrer à

nouveau si nécessaire. Sécher avec du papier essuie-tout, puis placer à l’étuve 20 min (à 100°C).

o Peser la masse de la pâte à la caséine ainsi obtenue : mcaséine = ………

2. Préparation de la colle

Dans un bécher, prélever 50 g de pâte à la caséine. Y ajouter 15 g d’hydroxyde de calcium Ca(OH)2(s)

et 7 g de carbonate de sodium Na2CO3(s).

Agiter quelques mL d’eau distillée, si nécessaire, jusqu’à obtention d’une pâte homogène.

Répartir cette mixture, à l’aide de la spatule, au niveau de la partie centrale d’un morceau de carton,

de papier ou de plastique.

Placer par-dessus l’autre morceau de carton puis appuyer en effectuant des pressions du centre vers

les bords. Si la mixture déborde, laver tout de suite la paillasse à l’aide d’une éponge que vous

rincerez.

Document 4 : Pourquoi la colle colle ?

Coller, c’est appliquer sur la surface de deux éléments solides un produit fluide qui, en

durcissant, va assurer une liaison forte et stable entre les matériaux que l’on veut assembler. A

condition d’avoir choisi la colle appropriée !

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Lors de l’application de la colle sur les surfaces qu’on désire sceller, la colle pénètre par capillarité

dans les pores et les aspérités des matériaux qu’on s’apprête à fixer entre eux. Elle forme alors un

ruban fluide dont les tentacules vont, dès que la colle aura durci, maintenir les deux pièces à coller en

un contact intime. Impossible de dissocier les éléments joints… sauf si la pénétration de la colle dans

les matériaux n’a pas été suffisante. Car, pour obtenir la meilleure résistance possible à

l’arrachement, il faut que la colle, en s’infiltrant partout, ait réussi à augmenter la surface réelle de

contact entre les deux éléments voués à l’union. Une bonne répartition de la colle peut permettre de

doubler cette surface !

Il faut que la colle mouille

La première qualité de la colle est donc de bien s’étaler. Mieux elle y parvient, moins elle emprisonnera

de bulles d’air contrariantes au fond des minuscules alvéoles des matériaux. Si des bulles restent

coincées, elles seront sous pression et pourraient être à l’origine d’un décollement. Voilà pourquoi il

faut que la colle mouille. Ainsi elle se répartit au mieux et, en séchant, va former des sortes de

crochets sur les deux surfaces à coller. Ces crochets vont s’imbriquer et tenir solidaires les

différentes parties à sceller. Plus cet ancrage est profond, plus il compte de points d’appui, plus le

collage est réussi. C’est pourquoi la rugosité des matériaux à coller doit être régulière. Si des écarts

trop importants se forment, les risques de créer des poches d’air augmentent. En fait, la colle réalise

un ancrage mécanique à travers des liaisons chimiques qu’elle installe avec les solides à assembler. Ces

liaisons sont de deux types : l’un appelé covalent, l’autre ionique. Dans la liaison covalente, les atomes

de colle partagent certains de leurs électrons avec ceux du matériau. Ainsi pour les métaux, les colles

dites « époxy » attaquent chimiquement la surface, créant des liaisons covalentes. La liaison ionique,

elle, s’établit quand deux atomes de charge électrique opposée s’attirent. C’est le type de liaison

qu’utilise la simple colle blanche pour faire tenir deux feuilles de papier entre elles ; il en va de même

pour l’assemblage du carton et du bois.

A chaque matériau son mode de collage

Comment assembler deux matériaux polymères, appelés plus simplement plastiques ? Pour être

efficaces, les colles utilisées doivent être formées des mêmes molécules que celles des polymères à

joindre. Sous une forme liquide, les molécules de la colle pénètrent dans les deux solides, se mêlent à

eux et réagissent avec leurs molécules pour former de nouvelles chaînes moléculaires. Le phénomène

permet de faire passer ces chaînes d’un solide à l’autre, le tout formant alors un maillage très

résistant. Quant à la super glue, révolution moderne de la colle, elle fait appel à un ingrédient appelé

cyanoacrylate. Cette molécule a la propriété de se figer en présence de molécules d’eau. Et de l’eau, on

en trouve… sur toutes les surfaces ! Voilà comment elle parvient à souder deux solides, mais aussi les

doigts, toujours imprégnés de sueur, si on n’y prend pas garde !

Julie Foulquier MFI HEBDO / Science Technologie 19/08/2005 rfi.fr

Document 5 : Comment la colle colle ?

Plusieurs modèles ont été imaginés pour expliquer le fonctionnement de la colle. Aucun n’explique

entièrement le phénomène, et il est probable que plusieurs coexistent. Le phénomène est appelé

adhésion.

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Colles et adhésifs

Une colle, ou un adhésif, est une substance liquide ou gélatineuse servant à lier des matériaux entre eux. Cette

substance, généralement un polymère, peut être d'origine naturelle (à base de latex, d'os, etc) ou synthétique

(vinylique, époxy, cyanoacrylate).

Les colles sont réparties en deux catégories : celles à prise physique et celles à prise chimique.

Les colles à prise physique sont constituées d'un polymère dissous ou en suspension dans un solvant

susceptible de s'évaporer ou d'un polymère sous-fondu (colle thermofusible ou hotmelt) qui va durcir

après application; aucune réaction chimique ne se produit alors.

Les colles à prise chimique sont des colles dans lesquelles le polymère se forme ou se termine au moment

de leur utilisation. Un catalyseur le dioxygène ou l'eau de l'atmosphère, un rayonnement UV provoquent

la réaction.

L'adhésion des colles aux matériaux peut faire intervenir des liaisons covalentes, des liaisons ioniques, des

liaisons hydrogène et des interactions de van der Waals.

Collage de matériaux cellulosiques

La cellulose, polymère naturel, est le constituant essentiel du bois, du papier, du carton et de très nombreux

textiles. Ces matériaux sont souvent assemblés par collage à l’aide de colles phénoliques ou de colles isocyanates

(fig. 1 et 2).

Document 6 : La colle au Cyanoacrylate de méthyle

Il polymérise rapidement en présence d'anions (la polymérisation anionique démarre le plus souvent

grâce à l'humidité naturellement présente sur les substrats, bien que dans certains rares cas, un

amorceur anionique - tel l'hydroxyde, les amines, les alcools, etc. - puisse être utilisé). Dans ce cas

précis, l'humidité suffit à amorcer la polymérisation, l'intermédiaire réactionnel étant stabilisé par la

présence du groupement carbonyle et du groupement cyano en position alpha du carbanion. Lors de la

polymérisation, il y a formation de longues et solides chaînes polaires. (d'après Wikipédia)

Fig. 1

Motifs de la cellulose (a),

d’un adhésif phénolique (b) et

d’un adhésif isocyanate (c)

Fig. 2 – Obtention d’un uréthane

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Document 7 : Comment prévoir l’adhésion d’une colle ?

Les colles liquides, ou susceptibles de le devenir par chauffage, forment une goutte au contact de la

surface plane et lisse d’un solide à coller. Plus la goutte s’étale naturellement sur le solide, meilleur est

le mouillage et plus l’adhésion sera efficace.

La goutte prend la forme qui minimise l’énergie du système {solide-liquide-vapeur}. Comme le montre la

figure ci-dessous, l’angle de contact θ rend compte de l’équilibre obtenu : les vecteurs 𝛾 SL, 𝛾 SV, 𝛾 LV

sont les forces par unité de longueur de la ligne de contact à l’interface :

solide - liquide pour 𝛾 SL

solide – vapeur pour 𝛾 SV

liquide – vapeur pour 𝛾 LV

Analyse et synthèse : A partir des différents documents, répondre aux questions

1. A l’aide des documents, justifier que les deux collages utilisés pour coller des cartons illustrent les

deux catégories de colles : à prise physique et à prise chimique.

L’adhésion moléculaire est une technique de fixation de deux surfaces parfaitement lisses qui,

lorsqu’elles sont mises en contact, permettent aux atomes de leur surface de former des liaisons

covalentes.

2. En supposant que deux substances parfaitement en

contact établissent des liaisons chimiques entre leurs

atomes de surface, proposer un modèle qui réponde à la

question «Comment la colle agit-elle ?» Répondre à la

question en utilisant la figure ci-contre, représentant

deux surfaces rugueuses qu’il faut assembler

(représentation exagérément grossie).

La colle cyanoacrylate est constituée d’une espèce chimique appelée cyanoacrylate de méthyle qui peut

réagir sur elle-même pour former un polymère.

3. Identifier deux groupes caractéristiques sur le monomère.

4. Donner la formule du produit obtenu à l’issue de l’étape de polymérisation du document 6. Indiquer

en l’entourant quel carbone est asymétrique (carbone possédant 4 substituants différents).

5. Pour obtenir un bon collage, θ doit plutôt valoir 15° ou plutôt 85° ?

6. Qu’est-ce qu’un mouillage parfait ? Que vaut alors θ?

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Les colles 6

La relation de Young-Dupré traduit l’équilibre de la goutte en posant que la somme des abscisses des

trois vecteurs vaut zéro.

7. Montrer qu’on a alors 𝛾 SV = 𝛾 SL + 𝛾 LV x cos θ

8. L’adhésion d’une résine époxy (𝛾 LV = 44,0 mJ.m-2) est-elle plus satisfaisante sur une surface en

polyéthylène (𝛾 SV = 31,0 mJ.m-2 ; 𝛾 SL = 41,0 mJ.m-2) ou sur une surface en aluminium (𝛾 SV = 500

mJ.m-2 ; 𝛾 SL = 456 mJ.m-2) ?

EXPERIENCE : Synthèse d’une colle à partir du lait

Réaliser le protocole du document 3.

Liste du matériel à disposition :

pH-mètre

thermomètre numérique

agitateur magnétique chauffant

dispositif de filtration sur büchner

Réactifs et solutions

Lait demi-écrémé (100 mL/binôme)

Carbonate de sodium Na2CO3 (craie)

Solution d’acide éthanoïque (vinaigre blanc)

Acétone (propanone)

Hydroxyde de calcium Ca(OH)2 (chaux

éteinte)

Exploiter l’expérience.

1. Expliquer les termes hydrophile et lipophile utilisés dans le document 1. Quel autre adjectif pourrait

aussi qualifier la longue chaîne carbonée azotée ?

2. Quel rôle joue la caséine dans la stabilité du lait ?

3. Quelle est la charge portée par les molécules de caséine dans le lait ? Même question une fois l’addition

d’acide éthanoïque réalisée.

4. Pourquoi le lait caille-t-il ?

5. Justifier l’utilisation d’acide éthanoïque.

6. Quel est l’intérêt de chauffer le lait ?

7. Quelle est la composition du caillé après l’ajout d’acide ?

8. Justifier l’ajout d’acétone.

9. Les protéines de lait sont constituées à 80% de caséine. Le lait a une densité égale à 1,034. Déterminer

la masse de caséine contenue dans les 100 mL de lait de départ. La comparer avec la masse extraite et

conclure (que contient la pâte extraite ?).

10. Expliquer pourquoi un mélange de fromage et de chaux (constituée d’hydroxyde de calcium) était utilisé

au moyen-âge comme colle à bois ainsi que comme ciment.

https://www.youtube.com/watch?v=tRzBnfbpSMw A écouter : http://videotheque.cnrs.fr/visio=2268

Thème : Les matériaux Chap. 2 Structure et propriétés des matériaux

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CORRECTION

PARTIE A : ANALYSE ET SYNTHESE DE DOCUMENTS SCIENTIFIQUES (durée conseillée : 30 min)

Analyse et synthèse : A partir des différents documents, répondre aux questions

1. A l’aide des documents, justifier que les deux collages utilisés pour coller des cartons

illustrent les deux catégories de colles : à prise physique et à prise chimique.

D’après le doc. 5, on apprend que les cartons sont constitués de cellulose (polymère naturel). La fig.1

du doc. 5 nous précise la structure de la cellulose, composée de groupements hydroxyle –OH et des

groupements carboxyle -C=O.

Les colles phénoliques (possédant des groupements –OH) et les colles isocyanates (possédant

groupements carboxyle -C=O) peuvent réaliser des liaisons hydrogène avec les molécules de cellulose.

On peut former par exemple des polyuréthanes (fig. 2) avec des colles à prise chimique.

Pour les colles à prise physique, on a plutôt des liaisons moins « fortes », donc des liaisons de type Van

der Waals. Ces liaisons se forment par activation extérieure (UV, eau, dioxygène, …)

L’adhésion moléculaire est une technique de fixation de deux surfaces parfaitement lisses qui,

lorsqu’elles sont mises en contact, permettent aux atomes de leur surface de former des liaisons

covalentes.

2. En supposant que deux substances parfaitement en

contact établissent des liaisons chimiques entre

leurs atomes de surface, proposer un modèle qui

réponde à la question «Comment la colle agit-elle ?»

Répondre à la question en utilisant la figure ci-

contre, représentant deux surfaces rugueuses qu’il

faut assembler (représentation exagérément

grossie).

Pour répondre à la question « Comment la colle agit-t-elle ? », on s’appuie sur le schéma fourni, où il y

a une fissure entre deux morceaux qu’il faut recoller.

De nombreuses liaisons chimiques et électriques sont rompues : l'espace est devenu si grand entre les

molécules, et même si l'on applique les deux morceaux l'un contre l'autre, la distance reste trop

importante. Il est impossible de recréer les liaisons rompues. La colle reconstitue artificiellement les

liaisons rompues. Le polymère qui constitue la colle réalise des liaisons avec les molécules des deux

matériaux à coller.

Film : Pourquoi la colle colle ?

La colle cyanoacrylate est constituée d’une espèce chimique appelée cyanoacrylate de méthyle qui peut

réagir sur elle-même pour former un polymère.

3. Identifier deux groupes caractéristiques sur le monomère.

On peut identifier le groupe ester et le groupe alcène C = C.

Thème : Les matériaux Chap. 2 Structure et propriétés des matériaux

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4. Donner la formule du produit obtenu à l’issue de l’étape de polymérisation du document 6.

Indiquer en l’entourant quel carbone est asymétrique (carbone possédant 4 substituants

différents).

Formule du polymère obtenu avec le cyanoacrylate de méthyle. On a entouré en pointillé le carbone

asymétrique.

La colle cyanoacrylate est constituée d’une espèce chimique appelée cyanoacrylate de méthyle qui peut

réagir sur elle-même pour former un polymère.

Pour être efficaces, les colles utilisées doivent être formées des mêmes molécules que celles des

polymères à joindre. Autrement dit, il n'existe pas de colle universelle.

Mais alors pourquoi la Super Glu colle autant de matières ? La molécule, le cyanoacrylate, qui la

compose possède la particularité de créer des liaisons avec les molécules d'eau. Or, celles-ci sont

présentes à peu près partout, même sur les doigts…

5. Pour obtenir un bon collage, θ doit plutôt valoir 15° ou plutôt 85° ?

Pour obtenir un bon collage, le doc. 7 précise que plus la goutte s’étale naturellement sur le solide,

meilleur est le mouillage et plus l’adhésion sera efficace.

Il faut donc que l’angle θ soit le plus proche de 0° ou de 180°. Ici, θ = 15°

6. Qu’est-ce qu’un mouillage parfait ? Que vaut alors θ?

Un mouillage est donc parfait quand l’étalement est maximal, soit quand θ = 0° ou θ = 180°.

La relation de Young-Dupré traduit l’équilibre de la goutte en posant que la somme des abscisses des

trois vecteurs vaut zéro.

7. Montrer qu’on a alors : 𝛾 SV = 𝛾 SL + 𝛾 LV x cos θ

On applique la relation de Young-Dupré (qui traduit l’équilibre de la goutte) : 𝛾 SV + 𝛾 SL + 𝛾 LV = 0

En projetant les vecteurs sur Ox : ││ 𝛾 SV ││ = - SV ; ││ 𝛾 SL ││ = SL ; ││𝛾 LV ││ = LV x cosθ

𝛾 SV + 𝛾 SL + 𝛾 LV = 0 soit - SV + SL + LV x cosθ = 0 soit SV = SL + LV x cosθ

8. L’adhésion d’une résine époxy (LV = 44,0 mJ.m-2) est-elle plus satisfaisante sur une surface en

polyéthylène (SV = 31,0 mJ.m-2 ; SL = 41,0 mJ.m-2) ou sur une surface en aluminium (SV = 500

mJ.m-2 ; SL = 456 mJ.m-2) ?

On recherche la meilleure adhésion, c’est-à-dire la valeur de l’angle θ la plus éloignée de 90° (proche

de 0° ou 180°).

Thème : Les matériaux Chap. 2 Structure et propriétés des matériaux

Les colles 9

On s’appuie sur la relation de Young-Dupré : SV = SL + LV x cosθ soit cosθ = SV / (SL + LV)

Sur la surface en polyéthylène : cosθ = 31,0 / (41,0 + 44,0) = 0,3647 soit θ = 68, 6°

Sur la surface en aluminium : cosθ = 500 / (456 + 44,0) = 1 soit θ = 0 °

L’étalement est maximal pour la surface en aluminium

EXPERIENCE : Synthèse d’une colle à partir du lait

Réaliser le protocole du document 3.

pH0 = 6,5 pH1 = 4,5 mcaséine = ………

Remarque : La colle à la caséine

Cette recette est simple à mettre en oeuvre, est garantie sans aucun solvant, elle est écologique et économique.

Peser la caséine.

Diviser sa masse par quatre pour obtenir la masse de chaux éteinte (*) à ajouter.

Diviser sa masse par dix pour obtenir la masse de craie (*) à ajouter.

Mélanger les trois constituants jusqu’à l’obtention d’une pâte homogène. Il peut être nécessaire d’ajouter de l’eau.

(*) Chaux éteinte : hydroxyde de calcium, Ca(HO)2

Craie : carbonate de calcium CaCO3

D’après http://www.espritcabane.com/bricolage/colles-naturelles/colle-caseine/

Exploiter l’expérience.

9. Légender le schéma du dispositif de filtration.

Que contient le filtrat ?

Le filtrat contient l’acétone + les graisses + acide

éthanoïque + eau

Que contient la phase solide ?

La phase solide (ou rétentat) contient la caséine imbibée

d’eau + acétone

10. Expliquer les termes hydrophile et lipophile utilisés dans le document 1. Quel autre adjectif

pourrait aussi qualifier la longue chaîne carbonée azotée ?

Lipophile : qui aime les graisses (pas l’eau) ; Hydrophile : qui aime l’eau (pas les graisses).

Le terme « hydrophile » signifie que la molécule est capable de réaliser des liaisons avec l’eau (elle est

polaire ou est capable de réaliser des liaisons hydrogène).

Le terme « lipophile » signifie que la molécule a une affinité chimique avec les corps gras.

La longue chaîne carbonée et azotée pourrait être qualifiée « d’aminée ». On peut parler d’acides

aminés.

11. Quel rôle joue la caséine dans la stabilité du lait ?

La caséine est composée d’une partie lipophile (assurant les liaisons avec les acides gras) et d’une

partie hydrophile assurant les liaisons avec la phase aqueuse du lait donc elle assure la stabilité du lait

Thème : Les matériaux Chap. 2 Structure et propriétés des matériaux

Les colles 10

(Sans elle, les phases aqueuse et graisseuse se séparent : le lait caille). Le lait est stable : c’est une

émulsion.

12. Quelle est la charge portée par les molécules de caséine dans le lait ? Même question une fois

l’addition d’acide éthanoïque réalisée.

Quand le lait a un pH de 6,5 (naturellement), la charge portée par la partie hydrophile des molécules

de caséine est négative.

Quand on ajoute de l’acide éthanoïque, le pH diminue et si on descend en-dessous de pH = 4,6 alors les

molécules de caséine deviennent neutres.

13. Pourquoi le lait caille-t-il ?

Le lait se met à cailler, c’est-à-dire que l’émulsion n’est plus possible : les molécules de caséine sont

devenues neutres, les micelles ne se repoussent plus, elles coagulent et on sépare la phase aqueuse de

la phase lipidique (grasse). Les micelles tombent au fond du bécher.

14. Justifier l’utilisation d’acide éthanoïque.

L’acide éthanoïque sert à baisser le pH en-dessous de 4,6 : le lait caille.

15. Quel est l’intérêt de chauffer le lait ?

On chauffe le lait pour favoriser le caillage. La température est un facteur cinétique.

16. Quelle est la composition du caillé après l’ajout d’acide ?

Caillé = caséine + graisses + acide + ≈ eau.

Le caillé contient les acides gras et les molécules de caséine.

17. Justifier l’ajout d’acétone.

Les molécules de caséine sont encore moins solubles dans la phase aqueuse contenant de l’acétone.

L’acide et les graisses sont très solubles dans l’acétone, pas la caséine : l’ajout d’acétone permet de

séparer la caséine des graisses et de l’acide.

18. Les protéines de lait sont constituées à 80% de caséine. Le lait a une densité égale à 1,034.

Déterminer la masse de caséine contenue dans les 100 mL de lait de départ. La comparer avec

la masse extraite et conclure (que contient la pâte extraite ?).

On cherche la masse de caséine contenue dans les 100 mL de lait initialement :

d lait = 1,034 or d = ρ / ρeau d’où ρlait = d x ρeau d’où ρlait = 1,034 x 1 = 1,034 kg/L

d’où m = ρ x V = 1,034 x 100. 10-3 = 0,1034 kg soit m = 103,4 g

D’après le doc. 2, 100 g de lait contient 3,2 g de protéines donc 103, 4 g contient ?

103,4 x 3,2 / 100 = 3,3 g

80 % des protéines est la caséine donc m = 80 / 100 x 3,2 = 2,56 g soit m = 2,6 g

Ou m = 1,034 x 100 x 3,2 / 100 x 80 / 100 = 2,64704 soit m = 2,6 g

Thème : Les matériaux Chap. 2 Structure et propriétés des matériaux

Les colles 11

19. Expliquer pourquoi un mélange de fromage et de chaux (constituée d’hydroxyde de calcium)

était utilisé au moyen-âge comme colle à bois ainsi que comme ciment.

Un mélange de fromage (contenant du lait, donc de la caséine) et de chaux (constituée d’hydroxyde de

calcium) était utilisé au moyen-âge comme colle à bois ainsi que comme ciment. La colle que l’on a

fabriquée est donc très ancienne.

Le fromage contient la caséine du lait donc, avec de la chaux, on peut obtenir une colle.