3.3 - Aspects théoriques
Nous avons vu que la valeur de l'angle de contact
è entre une goutte d'eau et la surface du verre
caractérise la nature hydrophobe ou hydrophile. La valeur de cet angle
est calculée en écrivant l'équilibre au point triple de
contact entre le liquide (ici l'eau), l'atmosphère gazeuse environnante
(ici l'air) et la surface du solide (ici le verre) comme indiqué sur la
figure (30).
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Figure 30.l'intersection des trois interfaces définit la
ligne de contact entre les trois phases (gaz/liquide/solide).
óSG, óLG,
et óSL sont les tensions inter faciales
solide/gaz, liquide/gaz et solide/liquide, respectivement.
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L'équilibre des forces au point triple donne la valeur
de l'angle de contact (équation de Young). Soit aSL,
aSG et aLG les tensions interfaciales
solide/liquide, solide/gaz et liquide/gaz, respectivement.
L'unité de tension interfaciale est joule/m2 ou bien
newton/m. La condition d'équilibre de liquide à la surface du
solide donne l'équation dite équation de Young :
Dans le cas du système téflon/eau, nous avons :
aSG = a (téflon/air) =
0,019 N/m
aLG = a (eau/air) = 0,073
N/m
aSL = a (téflon/eau) =
0,050 N/m
L'application numérique de l'équation de Young
donne, pour le système eau/téflon un angle de contact voisin de
115°. Le téflon est bien un matériau hydrophobe.
Par contre, l'application numérique dans le cas du
système eau/verre donnerait un angle de contact très
inférieur à 90°. La surface d'un verre propre est bien de
tendance hydrophile.
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