II.3. LOIS GENERALES .
II.3.1. LOI DE LAPLACE.
C'est une équation importante impliquant la tension
de surface (ou la tension interfaciale). Elle exprime la diminution de la
pression de part et d'autre d'une surface courbe
en fonction des principaux rayons de courbure. En effet, à
partir d'une bulle de gaz sphérique
(ou gouttelette sphérique) de rayon r dans un liquide,
LAPLACE fait correspondre un certain travail de la pression
extérieure Pext et la tension superficielle par ce qu'une
contraction entraîne une diminution d'énergie de surface, à
l'équilibre. Cette tendance à la contraction est
équilibrée par une augmentation de la pression (surpression P)
dans la goutte. La condition
de réalisation de cet équilibre est que
l'énergie totale du système soit minimale. Aussi la
variation de la pression est:
? 1 1 ?
P = Pint - Pext
= ? + ?
(II.5)
? r1
r2 ?
C'est l'équation de LAPLACE. Il est opportun de signaler
qu'en absence de force
gravitationnelle, une goutte est sphérique[10].. C'est
cette forme qui correspond au minimum
de la surface et partant à l'énergie libre minimale
de surface. Dans ces conditions r1 et r2 sont égaux et l'expression
prend la forme suivante :
P = P int - Pext = 2
r
(II.6)
Ce résultat n'est valable que pour les interfaces
gaz-liquide, liquide-liquide et une
surface sphérique
II.3.2. LOI DE YOUNG.
Lorsqu'on verse une quantité de liquide sur un solide,
deux possibilités existent. Si
les forces de cohésion du liquide sont plus
grandes que les forces attractives du solide, le liquide ne
s'étale pas. Dans le cas contraire le liquide s'étale sur le
solide ; on dit qu'il mouille
le solide. En fait l'étalement du liquide
dépend des interfaces liquide-liquide (LL), liquide-solide (LS),
et solide-gaz (SG) [10].
Les figures 1 et 2 donnent la représentation vectorielle
des tensions interfaciales conditionnant l'équilibre.
Par Malala Ibakipuo jacques
Etude de la tension superficielle des solutions
d'électrolytes en fonction de la concentration à pression et
température constantes (cas de NaCl et KCl) 13
LG
Goutte
SG
M SL
SG
M SL
Fig.1. fig.2.
A l'équilibre, au point M commun aux trois
phases, les trois forces dirigées tangentiellement doivent
s'annuler. Il en est de même de leur projection sur un axe passant par le
plan de la surface supposée plane de solide. On a à
l'équilibre :
SG = LG
Cos + SL
(II.7)
C'est la loi de Young.
La valeur de Cos donc de renseigne sur les
propriétés mouillantes du liquide.
verre.
Si 0° < < 90° le liquide mouille le solide,
c'est le cas de l'eau sur le verre.
Si 90° < < 180° le liquide ne mouille pas le
solide, c'est le cas du mercure sur le
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