Mouillabilité ou coefficient d’étalement Qu’est qui fait qu’un liquide mouille ou ne mouille pas la surface?

Détermination de la mouillabilité via l’angle de contact L’angle de contact est l’angle θ formé entre : l’interface liquide-air et l’interface liquide-solide 0 < θ < 90° Partiellement mouillant Liquide mouillant pour un solide donné Cos θ est positif θ = 0° Parfaitement mouillant θ = 180° Parfaitement non mouillant Liquide non mouillant pour un solide donné Cos θ est négatif 90 < θ < 180° Partiellement non mouillant L’angle de contact permet de caractériser une surface par rapport à un liquide donné

Mais de quoi dépend l’angle de contact? eau huile vapeur γhv γeh γev eau huile vapeur la goutte s’étale uniformément sur la surface en formant un film mince la goutte ne s’étale pas À l’équilibre mécanique: Bilan de force (tension de surface) à la ligne du contact des trois phases:

θ: angle de contact équation de Young Lorsque la phase inférieure est solide et non déformée : θ: angle de contact Bilan de tension: équation de Young

Angle de contact sur une surface solide et tensions interfaciales. γsv << γsl , θ → 180° γsv >> γsl , θ → 0° Mais également : lorsque 𝛄lv → 0 θ → 0° plus la tension du liquide est faible, plus le liquide tend à s’étaler ou lorsque 𝛄lv est très élevée θ → 180° plus la tension du liquide est élevée moins le liquide tend à s’étaler

Coefficient d’étalement - Mouillabilité Lorsqu’un liquide s’étale sur une surface solide: l’interface liquide-solide augmente, l’interface solide-air diminue Lorsque l’aire interfaciale augmente de dσ, le changement dans l’énergie de Gibbs dG ou (d’Helmhotz, dA) du système est approximativement:

L’étalement a lieu de façon spontanée lorsque : Le coefficient d’étalement initial peut être défini comme: L’étalement a lieu de façon spontanée lorsque S > 0 À l’équilibre: Pour S<0:

W adhésion huile-eau > W cohésion huile Est-ce que l’huile (o) s’étale sur l’eau (w)? θ o w v L’étalement a lieu de façon spontanée lorsque S> 0 ou lorsque : W adhésion huile-eau > W cohésion huile

Dans ces conditions, S est maintenant négatif: Exemple 1.3 Initialement, le benzène s’étale sur l’eau puisque S est positif : S(init) = 72,8 - (28,9 + 35,0) = 8,9 mJ/m2 Après un certain temps, le benzène s’est dissout légèrement dans l’eau et réduit la tension de surface de l’eau à 62,4 mN/m (mJ/m2) Dans ces conditions, S est maintenant négatif: S(final) = 62,4 - (28,9 + 35,0) = -1,4 mJ/m2  Donc, le benzène s’étale initialement sur l’eau puis se rétracte