La signification, le fond et les méthodes de test de tension interfaciale
Dans un sens large, la tension interfaciale est définie comme la force qui doit être dépensée pour augmenter la taille de l'interface entre deux phases adjacentes qui ne sont pas entièrement mélangées. Dans un sens plus étroit, le terme se rapporte aux limites liquides / liquides et liquides / solides de la phase, tandis que pour les interfaces liquides / gaz, nous nous référons à la tension de surface et pour les interfaces solides / gazières, nous nous référons à l'énergie libre de la surface solide.
arrière-plan
En tant que mesure du travail par unité de zone ou de la force par longueur mouillée, la tension interfaciale a des unités de n / m ou de mn / m et est représentée par les symboles σ ou.
À une limite de phase, la somme des interactions avec les molécules dans la même phase est supérieure à la somme des interactions avec les molécules dans l'autre phase. Par conséquent, les molécules à l'interface ont moins de partenaires d'interaction attractifs que dans la phase en vrac. Par conséquent, les phases forment la plus petite interface possible sans l'action des forces externes. Quelque chose doit être fait pour augmenter la taille de l'interface.
La tension interfaciale provoquée par l'adsorption directionnelle des tensioactifs à l'interface de deux liquides non miscibles est significativement inférieure à la tension de surface des deux liquides. Les systèmes présentant une tension interfaciale sont généralement constitués d'eau, d'huile, de tensioactifs ou de mélanges et de sels de surfactant. Habituellement, la valeur de tension interfaciale de 10-2 ~ 10-1 mn / m est appelée tension interfaciale faible. La valeur de tension interfaciale ci-dessous 10-3 mn / m est appelée tension interfaciale ultra-low.
Phase en vrac et environnement moléculaire aux interfaces
Comme pour la tension de surface, il existe une distinction entre la tension interfaciale statique (mesurée à l'équilibre à une interface mécaniquement inchangée) et la tension interfaciale dynamique (mesurée lorsque l'interface change).
importance
La tension interfaciale joue un rôle important dans de nombreux processus et phénomènes où différentes phases entrent en contact les unes avec les autres:
Émulsions et émulsification: La tension interfaciale affecte l'émulsification et la tendance à la séparation de phases.
Déplacement du pétrole (par exemple, production de pétrole brut tertiaire): La phase organique peut être déplacée après le déplacement de l'huile avec de l'eau si la tension interfaciale est réduite par les surfactants.
Test de qualité des liquides hydrophobes: Le vieillissement des liquides hydrophobes est souvent étroitement lié à une diminution de la tension interfaciale avec l'eau. La mesure de la tension interfaciale est un test de qualité important dans ce cas, par exemple les huiles de transformateur.
Dans le cas des limites de phase solide-liquide, la tension interfaciale affecte la stabilité à long terme des contacts interfaciaux, par exemple pendant les processus de collage et de revêtement.
Méthode de mesure
Interface liquide-liquide:
Méthode de l'anneau Selon Du Noüy: Dans cette méthode, la force agissant sur un anneau mouillé en raison de la tension d'une fine couche de liquide tracée lorsque l'anneau est déplacé d'une phase à l'autre est mesuré.
Méthode de la plaque Selon Wilhelmy: Dans cette méthode, les forces agissant sur une plaque mouillable immergée verticalement dans la phase inférieure sont mesurées.
Méthode de la tige: Identique à la méthode de la plaque, mais utilise une tige cylindrique avec une longueur mouillée plus petite pour mesurer les volumes liquides plus petits.
Méthode de volume de chute: mesure le volume d'une goutte de liquide lorsqu'elle se détache d'un autre liquide dans un tube capillaire vertical.
Méthode de chute de rotation: Un capillaire horizontal rempli de phase en vrac et de phase de gouttelette est réglé en rotation. Le diamètre de la gouttelette, allongé par la force centrifuge, est lié à la tension interfaciale.
Méthode de chute de pendentif: Dans une phase liquide en vrac, la forme de la goutte sur l'aiguille est déterminée par des facteurs tels que la tension interfaciale. La tension interfaciale peut être déterminée à partir de l'image de goutte en utilisant l'analyse de la forme de goutte.
Interface liquide-solide:
Mesure de l'angle de contact: en plus de son énergie libre de surface, la tension interfaciale d'un solide avec un liquide particulier peut également être calculée à partir des angles de contact de divers liquides avec le solide.
Série FT-ZL Testeur de tension interfaciale FT-ZL
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