Nos secteurs de recherche: Mesure de la tension superficielle
Il existe différentes méthodes pour mesurer la tension superficielle telle que la plaque de Wilhelmy, la goutte pendante, l’anneau de Du Noüy, la tige de traction, etc. (se réferer à
ce site pour plus d'informations sur ces méthodes)
Nous avons utilisé la Méthode de la Plaque de Wilhelmy.
Cette Méthode consiste à tirer hors du liquide une plaque (de bonne mouillabilité de préférences, ex : en platine) et de mesurer la force exercée juste avant que le ménisque ne se détache.
Figure 13: méthode de la plaque de Wilhelmy
Nous avons mesuré la tension superficielle de solutions contenant un certain pourcentage de tensioactif, que l’on va diluer au fur et à mesure avec une autre solution (qui est composée de 90% d’eau et de 10% de méthanol) afin d’obtenir plusieurs courbe représentant la tension superficielle en fonction du temps et l’on pourra ensuite la tracer en fonction de la concentration en tensioactif.
Il existe deux types d’appareils de mesure pour cette méthode, que l’on choisit selon le type de solution à analyser.
- Appareil manuel : Tensimat N3 Prolabo
On utilise ce type d’appareil pour effectuer des mesures de la durée de notre choix. Il est donc utilisé pour des solutions contenant des tensioactifs qui mettent du temps à monter à la surface. C’est à dire qu’ils ont une faible énergie et qu’ils préfèrent se mettre sous forme de micelle, et seulement quand ils n’ont plus le choix, montent à la surface. Après mesure, nous obtenons :
Figure 14: tension superficielle en fonction de la concentration
On observe une diminution de la tension de surface avec l’augmentation de la concentration en tensioactif, puis à partir de la CMC, la tension de surface reste constante, ce qui correspond à nos prévisions.
- Appareil électrique : Processor Tensiometer K100
Ce type d’appareil permet d’effectuer des mesures sur un laps de temps décidé mais qui ne peut dépasser quelques heures. Il est donc utiliser pour des solutions contenant des tensioactifs qui montent rapidement à la surface. Ils ont donc une forte énergie et ils vont préférer monter à la surface en priorité. Après différentes mesures pour une même solution de départ que l’on a dilué, nous obtenons les graphes suivant :
Figure 15 & 16: tension superficielle en fonction du temps et de la concentration
Puis en traçant les tensions de surfaces obtenues en fonction des solutions (dans l’ordre chronologique de dilution bien entendu), nous obtenons le graphe suivant :
Figure 17: tension superficielle en fonction de la concentration
On voit qu’au fur et à mesure de la dilution du tensioactif, la tension superficielle commence par diminuer légèrement (le tensioactif est alors organisé sous forme de micelle et remplis entièrement la surface).
Puis à partir d’une certaine concentration qui correspond à la CMC, elle augmente de façon exponentielle (le tensioactif n’est plus assez concentré pour former des micelles et remplir la totalité de la surface du liquide). Confirmant le fait que l’augmentation de la concentration en tensioactif fasse diminuer la tension de surface.
