Cours 4 PHÉNOMÈNES INTERFACIAUX Flashcards
Manque : calculs RHLB
Lorsque deux phases existent ensemble, la
frontière entre les deux est appelée ___
interface
Les propriétés des molécules formant les interfaces sont suffisamment différentes des
molécules même de chacune des phases, pour dire de ces interfaces, qu’elles forment une ___ ___
phase interfaciale
Aux interface des liquides (gaz/liquide), les molécules situées à la surface de séparation sont soumises à 2 forces d’attractions inégales. Lesquelles ?
• des nombreuses molécules de la phase liquide
• des quelques molécules de la phase gazeuse
VF ? Les molécules à la surface d’un verre d’eau subissent les mêmes forces que les molécules dans la phase liquide
FAUX
🛑 La tension superficielle est due au fait que les forces d’attraction s’exerçant sur les molécules de la surface ….
ne sont pas entièrement compensées
À l’intérieure d’une masse liquide, les forces d’attraction se ___ ___
compensent mutuellement
Quelle est la différence entre tension superficielle et tension interfaciale
Tension interfaciale : 𝐅𝐨𝐫𝐜𝐞 à l’interface de deux phases liquides non miscibles (ex : entre huile et eau)
Tension superficielle : 𝐂𝐨𝐧𝐭𝐫𝐚𝐜𝐭𝐢𝐨𝐧 superficielle due à la force d’attraction intermoléculaire (ex: verre d’eau ==> liquide-gaz)
QSJ ? Contraction superficielle due à la force d’attraction
intermoléculaire
Tension superficielle
🛑Quelle est l’unité de la tension superficielle ? Quel est son symbole ?
- Unités: force/unité de longueur = dyne/cm
- Symbole : γ (Gamma)
🛑Que signifie ‘’ γ LS ‘’ ?
Force interfaciale liquide-solide
Pour quelles situations le terme ‘‘tension de surface’’ est-il réservé ? (2)
- γ LV : liquide-vapeur
- γ SV : solide-vapeur
VF ? Généralement, les tensions interfaciales sont plus fortes que les tensions de surface
FAUX
Généralement les tensions interfaciales sont plus
faibles que les tensions de surface car elles se ressemblent davantage. Par exemple, liquide-liquide, on est devant le même genre de substance.
🛑Que signifie ‘’ γ LL ‘’ ?
Force interfaciale liquide-liquide
VF ? Il y a toujours une tension interfaciale entre deux liquides, tant et aussi longtemps qu’ils ne sont pas complètement miscibles.
VRAI
Nommer une autre manière d’exprimer la tension de surface
En terme de différence de pression
Prenons une bulle de savon.
La pression sera plus ___ à l’intérieur de la bulle vs à l’extérieur
forte
Nommer 2 méthodes de mesurer la tension superficielle et interfaciale
•Montée capillaire
•Anneau de DuNoüy
La méthode de montée capillaire fonctionne uniquement pour un type de système. Lequel ?
Liquide-Vapeur
QSJ ? Je corresponds à la méthode de la lame immergée
Anneau de Dunouy
Décrire le fonctionnement du mécanisme de la montée capillaire (mesure de la tension)
On a un bécher contenant un même liquide.
On a un tube en verre très fin et gradué. Je viens plonger le tube dans le bécher. Par ce fait, on brise l’énergie qui était alors emmagasinée dans les molécules de l’interface.
Une certaine quantité de liquide monte dans le capillaire. Le liquide montera dans le tube jusqu’à ce que la force gravitationnelle vienne équilibrer le tout.
Par la graduation du tube, je peux obtenir une hauteur.
🛑Désigner les différents paramètres de l’équation de la montée capillaire.
h = 2 γ cos θ / r ρ g
h : hauteur
γ : tension superficielle du liquide
θ : angle de raccordement liquide/solide
r : rayon intérieur du tube de verre
ρ : rho du liquide (masse volumique)
g : force gravitationnelle
Que désigne l’angle de raccordement dans l’équation de la montée capillaire ( mesure de la tension superficielle)
Au haut du capillaire, à la fin de l’expérience, je retrouve un ménisque. On trace une tangeante sur le ménisque, ce qui me donne mon angle de raccordement.
D’après le mécanisme de la montée capillaire (tension superficielle), la force d’adhésion entre le liquide et la paroi du capillaire est plus ___ que la force de cohésion intermoléculaire du liquide
grande
🛑D’après le mécanisme de la montée capillaire (tension superficielle), le liquide monte jusqu’à ce qu’il soit stabilisé par quoi ?
Force gravitationnelle
À la fin de l’expérience de la montée capillaire, quel côté subit la plus grande pression ?
a) côté concave (de haut en bas)
b) côté convexe (de bas en haut)
a) côté concave (de haut en bas)
🛑VF ? À la fin del’expérience de la montée capillaire, la pression dans le liquide sous le ménisque est plus faible que celle à l’extérieur du capillaire.
VRAI
🛑Décrire le fonctionnement de la méthode de la lame immergée (Anneau de Dunouy)
J’ai un anneau relié à un appareil. Je plonge l’anneau dans un liquide. J’amène ensuite l’anneau délicatement à l’interface. Je verrai que le liquide à tendance à se coller sur l’anneau.
Je continue à tirer sur l’anneau et le liquide continue à suivre. Par contre, à un moment, le liquide cédera. Je note alors la valeur indiquée sur l’appareil à ce point de rupture avec le liquide.
Je place de l’huile sur de l’eau. Dans quelle condition l’huile s’étalera-t-elle comme un film ?
Si la force d’𝐚𝐝𝐡é𝐬𝐢𝐨𝐧 entre les molécules d’huile et les molécules d’eau est plus 𝐠𝐫𝐚𝐧𝐝𝐞 que les forces de 𝐜𝐨𝐡é𝐬𝐢𝐨𝐧 entre les molécules d’huile elles-mêmes.
🛑QSJ ? Je désigne l’énergie fournie pour briser l’attraction entre des molécules différentes
Travail d’adéhsion (Work d’adhésion)
🛑QSJ ? Je désigne l’énergie fournie pour séparer les molécules d’un même liquide qui s’étale
Travail de cohésion (Work de cohésion)
🛑 Quel est le symbole …
- travail d’adhésion : ???
- travail de cohésion: ???
- travail d’adhésion : Wa
- travail de cohésion: Wc
🛑Désigner les différents paramètres de l’équation du travail d’adhésion.
Wa = γL + γS – γLS
Wa : travail d’adhésion
γL : tension de surface du liquide qui s’étale, au-dessus
γS : tension de surface du liquide en-dessous
γLS : tension interfaciale entre les 2 liquides
🛑Désigner les différents paramètres de l’équation du travail de cohésion.
Wc = 2γL
Wc : travail de cohésion
γL : tension de surface du liquide qui s’étale, au-dessus
Quelle est la condition d’étalement ?
Wa > Wc
Quel est le symbole du coefficient d’étalement ?
S
VF ? Le coefficient d’étalement s’obtient par la soustraction du travail d’adhésion au travail de cohésion
FAUX
Wa - Wc
Interpréter ces résultats :
- S < 0 : ???
- S > 0 : ???
S désigne le coefficient d’étalement.
- S < 0 : pas d’étalement, formation de globules à la surface
- S > 0 : étalement
La présence de groupements ___ favorise l’étalement
polaires
Que se passe-t-il à l’équilibre ?
les deux liquides se saturent mutuellement et les tensions superficielles de chaque liquide sont modifiées.
Qu’est-ce que l’adsorption ?
Répartition de molécules à l’interface de liquides ou de solides
Quel est l’effet de l’adsorption sur la tension de surface et la tension interfaciale ?
Baisser la tension de surface ou la tension interfaciale
Quel est l’effet de l’adsorption sur la solubilité d’une substance dans une solution liquide ?
Augmenter la solubilité d’une substance dans une
solution liquide
À quoi est due l’action lavante des tensio-actifs ?
Particularité structurale : une extrémité lipophile, une extrémité hydrophile
De quoi dépend le caractère hydrophile ou lipophile d’un tensio-actif ?
Nombre de C dans la chaîne alkyle
La partie lipophile des tensio-actif est attirée par composés comme les solvants ___
organiques
Comment appelle-t-on des agents tensio-actifs lorsqu’ils ne sont pas regroupés sous forme de micelles ?
Monomères
🛑Que signifie le sigle CMC ? Qu’est-ce qu’il désigne ?
CMC = concentration micellaire critique.
Concentration à laquelle le tensio-actif va s’auto-associer pour former des micelles
Nommer différents types de formation que peuvent prendre les tensio-actifs aux interfaces liquides
- Monomères
- Micelles sphériques
- Micelle cylindrique
- Bicouche lamellaire
- Micelle inversées
- Phase hexagonale inversée
Qu’Est-ce qu’une micelle inversée ?
Les queues hydrophobes se retrouvent à l’extérieur
🛑Décrire la formation de micelles à partir du moment où je mets un agent tensio-actif dans mon mélange
Les agents tensio-actifs, alors sous forme de monomères, vont se positionner à l’interface. Ils viennent déstabiliser les molécules de l’interface en brisant l’ordre cohésif du départ. En déstabilisant le tout, il y a une diminution de la tension de surface.
Des monomères parviennent à rentrer à l’intérieur de plus en plus. Plus je rajoute de surfactant dans mon mélange, plus mon nombre de monomères augmente. J’atteints éventuellement la CMC. J’ai la formation de mes premières micelles.
🛑Que se passe-t-il avec la concentration en surfactant sous forme de monomères une fois après avoir atteint la CMC ?
La quantité de monomère se stabilise, au profit des micelles.
Que se passe-t-il avec la concentration en surfactant sous forme de micelles une fois après avoir atteint la CMC ?
La quantité de micelles augmente
La solubilité des SA peu solubles est ___ par la solubilisation dans les micelles
a) diminuée
b) augmentée
b) augmentée
🛑Qu’Est-ce que le HLB ?
C’est un système de classification des tensio-actifs selon leur balance hydrophile-lipophile
Les tensio-actifs avec un HLB plus faible sont dit ___
lipophiles
💡🛑Associer HLB à la classe de surfactants. 🛑💡
• HLB de 1 à 3,5 :
• HLB de 3,5 à 8 :
• HLB de 7 à 9 :
𝐜𝐡𝐨𝐢𝐱 𝐦𝐮𝐥𝐭𝐢𝐩𝐥𝐞𝐬 :
a) solubilisants
b) agents mouillants
c) antimousse
d) émulsionnant eau/huile
e) émulsionnant huile/eau
f) détergents
• HLB de 1 à 3,5 : antimousse
• HLB de 3,5 à 8 : émulsionnant eau/huile
• HLB de 7 à 9 : agents mouillants
💡🛑Associer HLB à la classe de surfactants. 🛑💡
• HLB de 8 à 16 :
• HLB de 13 à 16 :
• HLB de 15 à 40 :
𝐜𝐡𝐨𝐢𝐱 𝐦𝐮𝐥𝐭𝐢𝐩𝐥𝐞𝐬 :
a) solubilisants
b) agents mouillants
c) antimousse
d) émulsionnant eau/huile
e) émulsionnant huile/eau
f) détergents
• HLB de 8 à 16 : émulsionnant huile/eau
• HLB de 13 à 16 : détergents
• HLB de 15 à 40 : solubilisants
Qu’est-ce que le RHLB?
HLB requis pour émulsifier une phase huileuse
De quoi est composé un mélange émulsifiant ?
Mélange de Span et de Tween
Dans quel système d’interface utilise-t-on des agents mouillants ?
Interfaces solide-liquide
QSJ ? Je suis un agent surfactant qui diminue l’angle de contact et déplace l’air en contact avec la surface pour y amener le liquide
Agent mouillant
L’angle de contact reflète le degré de ___
mouillabilité
🛑La mouillabilité totale désigne un angle de contact de ___ degrés
0 degrés
L’absence de mouillabilité désigne un angle de contact de ___ degrés
180 degrés
🛑Désigner les différents paramètres de l’équation de coefficient d’étalement (mouillabilité).
S = γL (cosθ -1)
S : coefficient d’étalement
γL : tension du liquide ou de la substance qui s’étale
θ : angle de contact
Il y a __ d’ions sur la surface du solide, ce qui leur confère une charge positive ou négative .
a𝐝sorption
Nommer les deux potentiels de la double couche électrique
- Potentiel Nersnt
- Potentiel zéta
🛑 VF ? Selon le concept de double couche électrique …
- chaque particule a un potentiel positif ou négatif :
- le potentiel zéta ne s’observe pas dans les interfaces liquide-liquide :
- la floculation est à éviter :
Selon le concept de double couche électrique …
- chaque particule a un potentiel positif ou négatif : VRAI
- le potentiel zéta ne s’observe pas dans les interfaces liquide-liquide : VRAI
- la floculation est à éviter : FAUX, on cherche à éviter la défloculation
Expliquer le mécanisme des propriétés électriques.
J’ajoute du NaCL à ma suspension. Cette molécule se sépare en ions. Les ions vont se placer autour des particules de ma suspension, les rendant chargées. Les particules seront soit légèrement positives, soit légèrement négative. Ces légers chargements permettent de légères répulsions entre les particules. Elles vont alors pouvoir rester en suspension et bien se balancer.
Qu’est-ce que le caking ?
Les particules de la suspensions se déposent au fond (synonyme de sédimentation)
