Cours 4 - Phénomènes interfaciaux

Question 1

Comment appelle-t-on la frontière qui existe entre deux phases?

Answer 1

Interface

Question 2

Les propriétés des molécules formant les ___________ sont suffisamment ______________ des molécules de chacune des phases pour dire qu’elles forment une _______________________.

Answer 2

interfaces, différentes, phase interfaciale

Question 3

Les molécules situées à la surface de séparation sont soumises à deux forces d’attraction inégales provenant de …

Answer 3

… nombreuses molécules de la phase liquide
… quelques molécules de la phase gazeuse
**à l’intérieur du liquide, toutes les molécules se trouvent sous l’influence/attraction des molécules qui les entourent

Question 4

Associer les termes aux bonnes définitions :

1. Contraction superficielle due à la force d’attraction intermoléculaire
2. Force à l’interface de deux phases liquides non miscibles
3. Force entre deux liquides, deux solides et/ou à l’interface liquide-solide
4. Terme réservé pour les tensions entre liquide-vapeur et solide-vapeur
   a) Force interfaciale
   b) Tension de surface/superficielle
   c) Tension interfaciale
   d) Tension de surface/superficielle

Answer 4

1. b)
2. c)
3. a)
4. d)

Question 5

Généralement, les tensions ______________ sont plus faibles que les tensions _____________.
Si deux liquides sont complètement miscibles, il n’y a pas de tension _______________ entre eux.

Answer 5

Interfaciales, de surface.

Interfaciale

Question 6

Nommer les deux méthodes de mesure des tensions interfaciale et superficielle. Nommer quel type de tension elles peuvent mesurer.

Answer 6

Montée capillaire : mesure de la tension superficielle (jamais interfaciale)
Anneau de DuNoüy : mesure de la tension superficielle et de la tension interfaciale

Question 7

Expliquer les mécanismes de mesure des interfaces liquides :

a) montée capillaire
b) anneau de DuNoüy

Answer 7

a) Lorsqu’on plonge le capillaire dans le liquide, on brise la tension de surface. Cela fait que le liquide monte dans le capillaire jusqu’à temps qu’il soit stabilisé par la force gravitationnelle. À cet instant, la pression du côté concave est plus grande que celle du côté convexe.
b) On plonge l’anneau dans le liquide et on tourne délicatement la manivelle pour l’élever. Le liquide est alors attiré sur l’anneau et lorsque les deux se séparent, on fait une lecture sur l’appareil qui donnera une valeur de tension de interfaciale.

Question 8

Nommer les variables dans l’équation suivante (montée capillaire) : h = 2γ cos⍬ / r⍴g

Answer 8

h : hauteur de la montée dans le capillaire
γ : tension de surface du liquide
⍬ : angle de raccordement par rapport au ménisque formé par le liquide et le capillaire
r : rayon du tube capillaire
⍴ : masse volumique du liquide
g : accélération gravitationnelle

Question 9

Pour le mécanisme de montée capillaire, plus ________ est la tension de surface, plus ________ sera la montée dans le tube.

Answer 9

grande, faible ou faible, grande

Question 10

Différencier la force d’adhésion et la force de cohésion.

Answer 10

Adhésion : force entre les molécules différentes

Cohésion : force entre les molécules semblables

Question 11

Lorsque de l’huile est placée à la surface de l’eau, elle s’étale comme un film si : la force _____________ entre les molécules d’huile et d’eau est plus __________ que la force _______________ entre les molécules d’huile.

Answer 11

d’adhésion, grande, de cohésion

Question 12

Associer les réponses aux définitions suivantes.

1. Énergie fournie pour briser l’attraction entre des molécules différentes.
2. Énergie fournie pour séparer les molécules qui liquide qui s’étale
   a) Travail de cohésion (Wc)
   b) Travail d’adhésion (Wa)

Answer 12

1. b)

2. a)

Question 13

Que signifient les variables suivantes concernant le travail d’adhésion, le travail de cohésion et le coefficient d’étalement?

a) γs
b) γL
c) γLs

Answer 13

a) γs : tension de surface du liquide en-dessous
b) γL : tension de surface du liquide qui s’étale, au-dessus
c) γLs : tension interfaciale entre les deux liquides (molécules à l’interface)

Question 14

Le coefficient d’étalement (S) : S = Wa - Wc

• Si S est négatif, le liquide ___________, donc Wa__Wc.
• Si S est positif, le liquide ____________, donc Wa__Wc.

Answer 14

• ne s’étale pas, <

- s’étale, >

Question 15

L’adsorption est définie comme étant la répartition de molécules à l’interface de liquides ou de solides. Que permet-elle (2 réponses)?

Answer 15

• Abaisser la tension de surface/interfaciale

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

Question 16

Les molécules tensioactives brisent la _______________. Chaque molécule tensioactive présente deux extrémités :
- une attirée par les composés apolaires = ___________.
- une attirée par les composés polaires = ____________.
Elles sont donc dites ______________.

Answer 16

tension de surface, lipophile, hydrophile, amphiphiles.

Question 17

Dans quelles situations les agents tensioactifs s’organisent en :

a) micelles sphériques
b) micelles inversées

Answer 17

a) micelles sphériques : lorsqu’on souhaite mélanger un liquide lipophile dans une phase majoritairement hydrophile. Les têtes polaires sont à la surface et les queues apolaires sont au centre pour enrober le liquide huileux. p.ex. laver de la sauce à spaghetti dans l’eau savonneuse.
b) micelles inversées : lorsqu’on souhaite mélanger un liquide hydrophile dans une phase majoritairement lipophile. Les queues apolaires sont à la surface et les têtes polaires sont au centre pour enrober le liquide aqueux. p.ex. mélanger une vinaigrette.

Question 18

Que signifie la concentration micellaire critique (CMC)?

Answer 18

La concentration à laquelle les monomères de tensioactif vont s’associer pour former des micelles.

Question 19

V ou F : les PA peu solubles peut être augmentée par la solubilisation dans les micelles

Answer 19

Vrai. On veut mettre en solution les PA peu solubles via les micelles afin de bien les cacher/solubiliser.

Question 20

Système de classification : balance hydrophile-lipophile (HLB) des amphiphiles.
Les HLB à petites valeurs : amphiphiles un peu plus ___________.
Les HLB à grandes valeurs : amphiphiles un peu plus ___________.

Answer 20

lipophiles, hydrophiles.

**apprendre le système de classification

Question 21

Que signifie le RHLB?

Answer 21

RHLB : HLB requis pour émulsifier une phase huileuse.

Question 22

Quel calcul doit-on réaliser pour trouver le RHLB de chaque constituant d’une émulsion?

Answer 22

[qté de l’ingrédient (g) / qté totale du mélange (g)] x HLB respectif.
Ensuite, on additionne les RLHB de chaque ingrédient afin de trouver le RHLB total pour l’émulsion.

Question 23

En référence à l’adsorption aux interfaces solides, que signifie la mouillabilité? Qu’est-ce qu’un agent mouillant?

Answer 23

Mouillabilité : l’angle de contact entre la gouttelette et la surface solide reflète le degré de mouillabilité. Un angle de 0 degrés = mouillabilité totale vs un angle de 180 degrés = aucune mouillabilité.
Agent mouillant/tensioactif : agent surfactant qui diminue l’angle de contact entre la surface et le liquide. Ils viennent briser la stabilité de la gouttelette et lui permettent de se briser pour enrober le solide.

Question 24

Par rapport à la molécule, où retrouve-t-on le potentiel Nernst et le potentiel Zeta?

Answer 24

Nernst : charge de la molécule en tant que tel (premier potentiel)
Zeta : deuxième couche d’ions (de signe contraire) qui vient enrober la molécule
**on ne veut pas retrouver le potentiel zeta dans des valeurs trop + ou trop - pour avoir absence de caking et obtenir une bonne floculation.

Question 25

Expliquer le principe des agents floculants et les bénéfices de la floculation.

Answer 25

Agents floculants : on ajoute p.ex. du CaCl dans la solution, les ions viennent se placer autour des molécules et leur donne une certaine charge. Cela fait que le PA est gardé en suspension plus longtemps car on observe une légère répulsion entre les molécules dans la suspension lorsqu’elle est agitée.
Floculation : les particules se déposent doucement dans le fond et ne coalescent pas ensemble. Il est donc plus facile de les resuspendre.