Phénomènes interfaciaux Flashcards
Lorsque 2 phases existent ensemble, la frontière entre les 2 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
Comment se nomme une interface : liquide-liquide et liquide-solide?
Émulsion
Suspension
Dans l’interface liquide-gaz, les molécules à la surface de séparation sont soumises à quelles forces?
2 forces d’attraction inégales provenant :
- des nombreuses molécules de la phase liquide (tirent plus fort)
- des quelques molécules de la phase gazeuse
Qu’est-ce que la tension superficielle (elle résulte de quoi) ?
La tension superficielle résulte de ce que les forces d’attraction s’exerçant entre les molécules de la surface ne sont pas entièrement compensées.
À l’intérieur d’une masse liquide, les forces d’attraction se compensent mutuellement par unité de temps et dans toutes
les directions
À la surface du liquide c’est différent; les quelques molécules dispersées dans la phase gazeuse sont incapables de compenser les forces d’attraction des molécules situées à l’intérieur du liquide.
Donc tout se passe comme si les molécules de la couche superficielle étaient attirées à l’intérieur du liquide. Tout liquide subit alors une contraction spontanée (mais ne forme pas une courbure à la surface).
Quelle est la différence entre la tension superficielle et la tension interfaciale (elles s’appliquent à quelles phases) ?
Tension superficielle (= tension de surface) :
- tension interfaciale à l’interface liquide-gaz spécifiquement
- ex. liquide-vapeur (yLV)
- ex. solide-vapeur (ySV)
- contraction superficielle due à la force d’attraction intermoléculaire
- unités : force/unité de longueur = dyne/cm
- symbole : y (gamma)
- synonyme : tension de surface
Tension interfaciale :
- toute tension à l’interface entre 2 phases non miscibles (liquides, solides et/ou gaz)
- ex. entre 2 liquides (yLL)
- ex. entre 2 solides (ySS)
- ex. liquide-solide (yLS)
- sont généralement plus faibles que les tensions de surface
L’autre façon d’exprimer la tension de surface est en terme de différence de pression (écart des pression de part et d’autre d’une interface incurvée) en utilisant la formule : delta P = 2y/r.
Vrai ou faux?
Vrai
Expliquez en quoi consiste la montée capillaire, une des façons de mesurer la tension superficielle. Quelle formule est utilisée?
- Un tuyau gradué en verre (capillaire) est plongé dans un bêcher contenant un même liquide. En plongeant le capillaire, on brise la tension de surface (E emmagasinée dans les molécules de l’interface). Une certaine quantité de liquide monte dans le capillaire. Le liquide montera dans le capillaire jusqu’à ce que la force gravitationnelle vienne compenser. Par la graduation du capillaire, on peut obtenir une hauteur (h).
- Formule : h = 2 y cos têta / r p g
h : hauteur du liquide dans le capillaire
r : rayon intérieur du tube
p : masse volumique du liquide
g : intensité de la pesanteur (force gravitationnelle)
y : tension superficielle du liquide (ce qu’on veut calculer)
têta : angle de raccordement liquide / solide - Ce qui permet au liquide de monter dans le capillaire :
La force d’adhésion entre le liquide et la paroi du capillaire est plus grande que la force de cohésion intermoléculaire du liquide.
Expliquez en quoi consiste l’anneau de DuNouy ou la méthode de la lame immergée, une des façons de mesurer la tension superficielle et interfaciale.
Un anneau est relié à un appareil. On plonge l’anneau dans un liquide en utilisant une manivelle. On remonte ensuite l’anneau délicatement à l’interface et on voit que le liquide à tendance à se coller sur l’anneau. On continue à tirer l’anneau et le liquide continue à suivre. Par contre, à un moment, le liquide va céder. On note alors la valeur indiquée sur l’appareil à ce point de rupture avec le liquide.
La méthode de l’anneau de DuNouy permet de mesurer la tension interfaciale, alors que la montée capillaire permet de mesurer uniquement la tension superficielle.
Vrai ou faux?
Vrai
Quand un liquide (ex. huile) est placé à la surface d’un autre liquide (ex. eau), quelle est la condition pour que l’huile s’étale bien sur l’eau comme un film et ne reste pas en gouttelettes sur le dessus? En d’autres termes, quelle est la condition d’étalement pour 2 liquides?
- 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.
- Condition d’étalement : Wa > Wc
Travail d’adhésion Wa : énergie fournie pour briser
l’attraction entre des molécules différentes
Wa = yL + yS – yLS
Travail de cohésion Wc : énergie fournie pour séparer les molécules du même liquide qui s’étale
Wc = 2yL
** Attention **
Ici L et S ne font pas référence au solide
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
Quand un liquide est placé à la surface d’un autre liquide, que représente le coefficient d’étalement (S) et avec quelle formule peut-on le calculer?
- Formule du coefficient d’étalement :
S = Wa - Wc = yS - (yL + yLS)
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
- Coefficient d’étalement (S) négatif : Le liquide ne s’étale pas et forme des globules à la surface du second liquide.
- Coefficient d’étalement (S) positif : Le liquide va s’étaler sur la surface du second liquide. À l’équilibre, les deux liquides se saturent mutuellement et les tensions superficielles de chaque liquide sont modifiées à l’interface. La présence de groupements polaires favorise l’étalement.
Qu’est-ce que l’adsorption et pour quelles raisons est-ce un phénomène recherché?
Adsorption = répartition de molécules à l’interface de liquides ou de solides
C’est recherché pour 2 raisons :
- Baisser la tension de surface ou la tension interfaciale
- Augmenter la solubilité d’une substance dans une solution liquide (but ultime)
Les agents tensioactifs sont des molécules que l’on retrouve dans quels produits et leur action lavante est due à quoi?
Ex. savons, shampoings, autres détergents
Particularité structurale (partie lipophile et partie hydrophile)
Que sont les agents tensioactifs et quel est leur synonyme?
Molécules amphiphiles possédant 2 extrémités :
- une attirée par les composés apolaires (comme les graisses) et dite lipophile ou hydrophobe
- une autre attirée par les composés polaires (comme l’eau) et dite hydrophile
Certains agents tensioactifs sont plus amphiphiles hydrophiles et d’autres plus amphiphiles lipophiles.
Le caractère hydrophile ou lipophile dépend du nombre de carbones dans la chaîne alkyle.
Leur synonyme est surfactant. Et pour une émulsion, on parle d’émulsifiant.
