Phénomènes interfaciaux Flashcards
Comment appelle-t-on la frontière entre 2 phases qui existent ensemble?
Interface
Que peut-on dire des propriétés des molécules formant les interfaces?
Elles sont suffisamment différentes des molécules mêmes de chacune des phases, pour dire que ces interphases forment une phase interfaciale
Comment classe-t-on les interfaces en fonction de l’état de la matière des 2 phases?
- gaz-gaz: aucune interface
- gaz-liquide: liquide en contact avec l’atmosphère
- gaz-solide: solide en contact avec l’atmosphère
- liquide-liquide: émulsion
- liquide solide: suspension
- solide-solide: particules en poudre
Quelles sont les forces agissant sur les molécules d’un liquide?
Toutes les molécules du liquide se trouve sous l’influence ou l’attraction des molécules qui les entourent, sauf pour les molécules à la surface. Ces dernières sont soumises à 2 forces inégales soit la force des nombreuses molécules de la phase liquide et les quelques molécules de la phase gazeuse (atmosphère)
Vrai ou faux? Tout liquide subit une contraction spontanée en lien avec la tension superficielle.
Vrai
En lien avec la tension superficielle, comment se comportent les molécules de la couche superficielle?
Tout se passe comme si elle étaient attirées à l’intérieur du liquide (contraction spontanée)
De quoi résulte la tension superficielle?
De ce que les forces d’attraction s’exerçant entre les molécules de la surface d’un liquide ne sont pas entièrement compensées. En effet, à l’intérieur du liquide, les forces d’attraction se compensent mutuellement par unité de temps et dans toutes les directions. Par contre, à la surface, les quelques molécules dispersées dans la phase gazeuse (vapeur) sont incapables de compenser les forces d’attraction des molécules situées dans le liquide.
Quelle est la différence entre la tension de surface/superficielle et la tension interfaciale?
- Tension de surface: compensation superficielle due à la force d’attraction intermoléculaire pour liquide-gaz ou solide-gaz. S’exprime en unité de force/unité de longueur (dyne/cm)
- Tension interfaciale: Force a l’interface de deux phases liquide non miscibles
Vrai ou faux? La force interfaciale peut être la force seulement entre 2 liquides ou 2 solides.
Faux, aussi liquide-solide
Vrai ou faux? Généralement, les tensions interfaciales sont plus faible que les tensions de surface pour les interfaces liquides?
Vrai
Vrai ou faux? Si 2 liquides sont complètement miscible, il n’y a pas de tension interfaciale entre eux.
Vrai
Quelles sont les 2 méthodes pour mesurer la tension superficielle et interfaciale?
- Montée du capillaire (seulement tension superficielle)
- Anneau de DuNoüy/méthode de la lame immergée (2 types de tension)
Quelle est la méthode de mesure de la tension superficielle par montée capillaire?
On vient plonger un tube de verre gradué dans un liquide jusqu’à une certaine valeur, ce qui vient briser la tension superficielle qui contient une certaine énergie. C’est cette énergie qui fait monter le liquide dans le capillaire jusqu’à l’équilibre avec la gravité
Quelles sont les valeurs à prendre en considération pour la formule de la tension superficielle en lien avec la montée capillaire?
- r: rayon du tube
- h: hauteur du liquide dans le tube
- p: masse volumique du liquide
- g: intensité de la pesanteur
- y (gamma): tension superficielle du liquide
- 0 (têta): angle de raccordement liquide/solide (en lien avec l’angle que forme le ménisque sur le tube)
Quelles sont les mécanismes derrière la montée capillaire?
- La force d’adhésion entre le liquide et la paroi du capillaire est plus grande que la force de cohésion intermoléculaire du liquide
- Le liquide mouille la paroi du capillaire et s’étale le long de la paroi et alors monte dans le tube jusqu’à ce qu’il soit stabilisé par la force gravitationnelle
- Lorsque g équilibre, la pression du côté concave est plus grande que du côté convexe ou, autrement dit, la pression dans le liquide sous le ménisque est plus faible que celle à l’extérieur du capillaire
Quelle est la méthode derrière le processus de mesure de la tension superficielle/interfaciale avec la méthode de l’anneau/lame?
On place un anneau relié à une manivelle graduée à la surface d’un liquide ou au niveau de la phase interfaciale. En remontant l’anneau (ou la lame), le liquide suit. Au moment où le système formé éclate, on arrête de tourner la manivelle et la valeur indiquée correspond à la tension superficielle/interfaciale
En lien avec le coefficient d’étalement, à quel moment une substance comme l’huile s’étale comme un film lorsqu’elle est placée à la surface de l’eau?
Lorsque la force d’adhésion entre les molécules d’huile et les molécules d’eau est plus grande que les forces de cohésions entre les molécules d’huile
À quoi correspond le travail d’adhésion?
Il s’agit de l’énergie fournie pour briser l’attraction entre des molécules différentes. Dépend de la tension superficielle et de la tension interfaciale
À quoi correspond le travail de cohésion?
Il s’agit de l’énergie fournie pour séparer les molécules du liquide qui s’étale.
Vrai ou faux? Le travail d’adhésion et le travail de cohésion sont importants à considérer pour déterminer si une émulsion sera réussie ou non
Vrai
Quelle est l’une des différences entre le travail d’adhésion et celui de cohésion?
Le travail d’adhésion prend en considération la tension de surface des deux liquides et la tension interfaciale, alors que la tension de cohésion considère seulement la tension de surface du liquide du dessus
Quelles sont les conditions nécessaires d’étalement en fonction du coefficient d’étalement?
Un étalement a lieu si le travail d’adhésion est plus grand que le travail de cohésion. Si le coefficient d’étalement est négatif, le liquide formera des globules à la surface, il ne s’étale pas. S’il est positif, il y aura étalement
Quel élément favorise l’étalement?
La présence de groupements polaires
Que se passe-t-il à l’équilibre lors d’un étalement initial?
Les 2 liquides se saturent mutuellement et les tensions superficielles de chaque liquide sont modifiées. Ce sont ses tensions que l’on tente de briser pour former des émulsions
Qu’est-ce que l’adsorption?
C’est la répartition de molécules à l’interface de liquides ou de solide
Pourquoi l’adsorption est-elle importante à considérer?
- Baisser la tension de surface ou la tension interfaciale
- Augmenter la solubilité d’une substance dans une solution liquide
Que composent les tensioactifs?
Savons, shampoings et autres détergents
À quoi est dû l’action lavante des tensioactifs?
Leur particularité structurale, soit 1 extrémité attirée par les composés apolaire et dite lipohile et une autre extrémité attirée par les composés polaires et dite hydrophile
Qu’est-ce qu’un agent tensioactif?
Molécule amphiphile qui a une certaine affinité pour des solvants polaires ou non polaires
De quoi dépend l’affinité hydrophile ou lipophile des agents tensioactifs?
Le nombre de carbones dans la chaîne alkyle
Que signifie une micelle sphérique (queue lipohile à l’intérieur)?
Phase externe majoritairement aqueuse/polaire
Vrai ou faux? Dans le cas d’une micelle inversée (tête polaire à l’intérieur) on peut affirmer que le milieu externe est majoritairement lipophile?
Vrai
À quoi correspond la concentration micellaire critique (CMC)?
Concentration à laquelle le tensioactif va s’auto-associer pour former des micelles. Avant l’atteinte de cette concentration, les monomères d’agent tensioactif vont s’agencer à la surface de manière à perturber la tension superficielle. Cet agencement correspond à de l’adsorption
Quel est l’un des rôles des agents tensioactifs?
Ils augmentent la solubilité des principes actifs peu solubles en les solubilisant dans les micelles
Comment peut-on interpréter le système de classification par balance hydrophile-lipohile (HLB)?
Plus le HLB est faible, plus on considère que la molécule amphiphile a une affinité lipophile et plus le HLB est élevé plus l’affinité est hydrophile. HLB va de 1 à 40
Qu’est-ce que le RHLB?
Il s’agit du HLB requis pour émulsifier une phase huileuse. S’il y a plusieurs ingrédients huileux, le HLB requis est calculé grâce à une multiplication de la fraction de chacun par leur HLB respectif et ensuite, une addition de ces valeurs
Vrai ou faux? Pour calculer le pourcentage nécessaire de chaque tensioactif, on commence toujours par le Span.
Faux, par le Tween
En lien avec les interfaces solide-liquide, qu’est-ce qu’un agent mouillant?
Il s’agit d’un agent surfactant qui diminue l’angle de contact et déplace l’air en contact avec la surface pour y amener le liquide.
À quoi correspond l’angle de contact?
Il est le reflet du degré de mouillabilité. Plus l’angle est petit, plus le degré de mouillabilité est élevé
À quoi correspond la double couche électrique en lien avec le potentiel électrique des interfaces?
- Adsorption d’ions sur la surface du solide conférant une charge positive ou négative
- Attraction d’ions de charges opposée dans la région adjacente aux ions adsorbés
Qu’est-ce que le potentiel de Nernst?
Il s’agit de la charge des particules en suspension
Que permet le potentiel zéta?
Il fait en sorte que les particules de même charge se répulsent pour ainsi éviter la formation d’un cake. Il permet aussi de conserver les molécules en suspension plus longtemps (floculât qui se dépose doucement)
Vrai ou faux? On ne peut jamais mettre trop d’agent de floculation.
Faux, il faut avoir avoir la bonne quantité (ni trop, ni pas assez) pour obtenir un équilibre des charges (potentiel zêta) et éviter le caking
