5 - Phénomènes interfaciaux Flashcards

1
Q

V ou F? Toutes les molécules d’un liquide sont soumises aux mêmes F d’attraction.

A

Faux, les molécules à la surface sont soumises des F d’attraction différentes du reste des molécules.

Elles sont soumises à 2 F d’attraction inégales provenant des nombreuses molécules de la phase liquide et des quelques molécules de la phase gazeuse.

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2
Q

Qu’est-ce que la tension superficielle/de surface (gamma)?

A
  • S’applique aux interfaces liquide/vapeur ou solide vapeur (YLV et YSV)
  • Molécules de la couche superficielle sont attirées vers l’intérieur du liquide = contraction superficielle spontanée car pas de F vers le haut (donc F pas toutes compensées)
  • unité: dyne/cm
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3
Q

Qu’est-ce la tension interfaciale?

A

F à l’interface de 2 phases - 2 liquides non miscibles (YLL);

  • 2 solides (Yss);
  • 1 liquide + 1 solide (YLS)
  • Y = gamma
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4
Q

V ou F? Généralement, les tensions interfaciales sont plus fortes que les tensions de surface?

A

Faux, la tension interfaciale s’applique généralement à 2 phases de même nature et dans ce cas les forces interfaciales sont plus petites que si c’était 2 phases différentes (tension de surface)

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5
Q

V ou F? Si 2 liquides sont complètement miscibles, il n’y a aucune tension interfaciale entre eux.

A

Vrai

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6
Q

Quelles sont les 2 méthodes pour mesurer la tension superficielle et interfaciale? IMPORTANT

A
  1. Montée capillaire

2. Anneau de DuNoüy (méthode de la lame immergée)

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7
Q

Qu’est-ce que la méthode de la montée capillaire? (mécanismes)

A

Lorsqu’on enfonce le capillaire, le liquide monte dans celui-ci car:

  • La F d’adhésion entre le liquide et la paroi du capillaire est + grande que la F de cohésion intermoléculaire.
  • Le liquide mouille et s’étale le long de la paroi et fait monter la colonne de liquide.

Le liquide arrête de monter lorsque l’écart de pression de part et d’autre du ménisque est égale au poids de la colonne (F gravitationnelle)?

  • À la fin, la pression du coté concave (au dessus) est plus grande que celle du côté convexe (en dessous, =dans liquide).
  • *à vérifier**

Si pas de ménisque:
y = rhpg/2

Si ménisque:
h = 2y cos(teta)/ rpg

où:
h = hauteur ??
Y = gamma = T superficielle
r = rayon tube
p = rho = masse volumique
g = pesanteur (Fg)?
teta = angle de raccordement liquide/solide(ménisque)
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8
Q

Qu’est-ce que la méthode de la lame immergée?

A

Plonge une lame ou un anneau de métal dans un liquide. Lorsqu’on ressort la lame, le liquide reste collé à la lame jusqu’à un certain point où il y a rupture.
La valeur de tension (superficielle ou interfaciale) est mesurée au moment de la rupture.

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9
Q

Qu’est-ce que le coefficient d’étalement (S)?

Si S est positif, qu’est-ce que ca signifie? Négatif?

A

Quand une substance comme de l’huile est placée à la surface de l’eau, elle s’étale comme un film si:
F d’ADHÉSION entre les molécules d’huile et les molécules d’eau > F de COHÉSION entre les molécules d’huile. (Wa > Wc)

S = Wa - Wc
S = Ys - (YL + YLS)

Si S est négatif, liquide forme des globules à la surface, ne s’étale pas
Si positif, l’huile va s’étaler sur une surface d’eau.

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10
Q

Qu’est-ce que le travail d’adhésion? de cohésion?

A

D’adhésion (Wa): É fournie pour briser attraction entre molécules différentes
Wa = YL + Ys - YLs

De cohésion (Wc): É fournie pour séparer les molécules du liquide qui s’étale
Wc = 2YL

où Ys= tension de surface du liquide EN DESSOUS
YL = tension de surface du liquide qui s’étale AU-DESSUS
YLs = tension interfaciale entre les 2 liquides

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11
Q

V ou F? À l’équilibre, les 2 liquides se saturent mutuellement et les T superficielles de chaque liquide sont inchangées.

A

Faux, les T superficielles sont modifiées.

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12
Q

Quel type de groupement favorise l’étalement?

A

Groupements polaires

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13
Q

Qu’est-ce que l’adsorption?

A

Répartition de molécules à l’interface de liquides ou de solides (ne traverse pas, reste sur l’interface)

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14
Q

À quoi sert l’adsorption?

A
  • Baisser la T de surface ou la T interfaciale

- Augmenter la solubilité d’une substance dans une sln liquide

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15
Q

S’il y a répartition préférentielle à l’INTERFACE, c’est une adsorption ______. (positive ou nég)

A

positive

Négative = répartition préf. dans la MASSE DU LIQUIDE

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16
Q

Les tensioactifs sont des surfactants ayant une action lavante qui est due à une particularité structurale, quelle est cette particularité?

A

Molécules tensioactives ont 2 extrémités:

  • 1 attirée par composés apolaires et lipophiles (tête)
  • 1 autre attirée par composés polaires et hydrophiles (queue)

Les tensioactifs sont donc AMPHIPHILES (peuvent avoir une tendance + hydro ou lipo, dépend du nbr de C dans la chaîne alkyle)

17
Q

Qu’est-ce que la concentration micellaire critique (CMC)?

A

Concentration à laquelle le tensioactif va s’autoassocier pour former des micelles.

Dépassée la CMC, l’interface est saturée en monomères, les monomères ‘‘en surplus’’ vont donc former des micelles.

Plus il y a de monomères à l’interface, plus la tension de surface est basse. Lorsqu’on dépasse la CMC et qu’il y a formation de micelles, la tension de surface cesse de baisser (plateau) puisque l’interface est saturée.

18
Q

Quel effet a l’atteinte de la CMC sur la solubilité d’un PA peu soluble?

A

La solubilité augmentera lorsqu’il y aura des micelles car les têtes polaires ‘‘protègent le PA’’.
(dans le cas où le PA est apolaire et le slv polaire)

19
Q

Le système de classification des tensioactifs amphiphiles est la balance hydrophile-lipophile (HLB). Quelle sont les valeurs de HLB? (tableau à savoir)

A
1 à 3,5 = Antimousse
3,5 à 8 = Émulsionnants eau dans huile
7 à 9 = Agents mouillants
8 à 16 = Émulsionnants huile dans eau
13 à 16 = Détergents
15 à 40 = Solubilisants
20
Q

Calculer le RHLB total pour une émulsion contenant 4 ingrédients huileux ayant ces valeurs de RHLB: 9, 18, 6 et 13 et en qté respective de 5, 10, 12 et 7g.

A
Qté totale = 5+10+12+7=34g 
(Qté/Qté totale) x RHLB
5/34 x 9 = 1,32
10/34 x 18 = 5,29
12/34 x 6 = 2,11
7/34 x 13 = 2,68

RHLB total = 11,40

21
Q

Quelle est la formule pour calculer le % de Tween 80 a ajouté au mélange?

A

% Tween80 =
(RHLB - HLBlow) / (HLBhigh - HLB low)

où RHLB est celui du mélange
HLBlow = le HLB de l’émulsifiant le + faible (ex. Span 80 = 4,3)
HLBhigh = HLB de l’émulsifiant le + élevé (Tween80 = 15)

22
Q

Qu’est-ce qu’un agent mouillant?

A

Agent surfactant qui diminue l’angle de contact (teta) et déplace l’air en contact avec la surface pour y amener le liquide.

+ l’angle est petit, + la mouillabilité est grande (angle ‘‘écrase’’ la bulle de liquide = + grand étalement)

Si mouillabilité totale, teta = 0
Si absence de mouillabilité, teta = 180

23
Q

Comment calcule t-on le coefficient d’étalement (S) et le travail d’adhésion (Wa) pour un interface solide-liquide? (formules)

A

Mouillabilité
Ys = YSL + YL cos(teta)

S = YL(cos(teta) - 1)

Wa = WSL = YL(1+cos(teta))

24
Q

Expliquer la double couche électrique présente aux interfaces solide-liquide (suspension).

A

Il y a adsorption d’ions sur la surface du solide, lui conférant ainsi une charge positive ou négative = 1ere couche

Cette couche d’ions attire d’autres ions de charges opposées dans la région adjacente à la 1ere couche d’ions adsorbés = 2e couche

25
Q

Qu’est-ce que le potentiel zêta?

A

C’est un indicateur des interactions entre les particules et donc de la stabilité des particules en suspension.
La mesure de ce potentiel permet de prévoir le comportement des émulsions et des suspensions et donc de résoudre certains problèmes de formulation.

Il est important que le mélange ne soit pas trop chargés (+ ou -) car dans ce cas les particules se repoussent trop violemment et ainsi tombe dans le bas et se solidifie donnant une croute, c’est du ‘‘Caking’’ = pas souhaitable, irréversible