TP N 20 Étude d un tensioactif - page 116 -
Édition 2006 - T.P. N 20 - ÉTUDE D UN TENSIOACTIF UTILISATION DU TENSIOMETRE LAUDA TD 1 1. Généralités sur l appareil utilisé Le tensiomètre est constitué de deux unités : un sous-ensemble mécanique un sous-ensemble électronique Il permet de mesurer des tensions superficielles, interfaciales mais aussi des densités et de faibles masses. Nous nous contenterons de l utiliser comme tensiomètre. Dans le cas des mesures de tensions superficielles, il y a la possibilité d utiliser trois corps de mesures différents. Là encore, nous limiterons notre choix à l utilisation de la lame de platine/iridium de Wilhemy. 2. Vues de l appareil - page 117 -
- T.P. N 20 - Vue avant de la partie mécanique - page 118 -
Édition 2006 - T.P. N 20-3. Principe de l appareil La mesure de la tension superficielle avec la lame correspond à la mesure de la force verticale qu exerce la surface du liquide sur la corps de mesure. Le TD 1 dispose à cet effet d un mécanisme actionné à la main qui permet au liquide mesuré de se déplacer vers le haut ou vers le bas sans vibration. La force maximale est obtenue par un déplacement lent de la plate-forme mobile après que le contact ait été établi avec la surface. Afin d effectuer un mesure sans déplacement, la force qui est transmise par le corps de mesure au support est compensée de façon électromagnétique. Le courant électrique nécessaire est directement proportionnel à la force. La valeur obtenue par transformation intensité / tension est indiquée, après conversion analogique numérique, sur l affichage digital, de manière à correspondre à la force réelle. La détermination de la position du support de mesure, qui est nécessaire pour réaliser une mesure sans déplacement, est effectuée par un capteur optoélectronique. 4. Précautions de mise en service de l appareil Installer l appareil sur un plan stable et sans vibration et régler l horizontalité à l aide du niveau à bulle. Le tube en Plexiglas protégeant le système de mesure et le crochet est coincé entre la table et le boîtier du capteur. Il faut le débloquer en abaissant la table et le retirer avec précaution. Pendant cette opération, il faut faire particulièrement attention au fil de soie très fin et appuyer le moins possible sur le système de mesure. Vérifier que l interrupteur d alimentation est sur arrêt avant de brancher l appareil sur le secteur. 5. Mesure de la tension superficielle d un tensioactif 5.1. Préparation de la mesure Pour réaliser ce type de mesures, il faut d abord effectuer les opérations suivantes : Accrocher la lame (Wilhemy Platte EZ 142) au crochet du système de mesure, sans contact avec le liquide à mesurer. La manipuler avec d extrêmes précautions en l attrapant délicatement par sa tige (près de 500!). NE JAMAIS TOUCHER LA PLAQUE AVEC LES DOIGTS! Mettre le TD 1 sous tension avec l interrupteur principal. Positionner le sélecteur de mesure sur le symbole représentant la lame (d) Régler la valeur affichée sur «00.0» à l aide du potentiomètre de réglage de zéro. En plus de la lame, suspendre la masse de 100 mg au crochet. Afficher à l écran la valeur 24.5(3) [mn/m] à l aide du potentiomètre d étalonnage. Enlever la masse et l affichage doit à nouveau indiquer «00.0». Si ce n est pas le cas recommencer les opérations précédentes. 5.2. Mesure statique - page 119 -
- T.P. N 20 - Une mesure avec la lame s effectue comme suit : Pour chaque mesure, prendre soin d extrêmement bien nettoyer le cristallisoir à l eau. L essuyer délicatement au papier Joseph. Abaisser le plus possible la plate-forme et y poser le cristallisoir après l avoir rempli avec le liquide à étudier. Relever lentement la plate-forme jusqu'à ce que la lame entre en contact avec la surface du liquide. Continuer à immerger la lame pour la mouiller totalement. Remonter lentement la lame : la valeur affichée augmente. A l instant où le contact de la lame et de la surface se rompt la valeur maximale de la tension superficielle (en mn/m) s affiche. C est cette valeur qu il faut prendre en compte. Refaire plusieurs fois l opération pour vérifier la concordance des mesures. 6. Travail à effectuer 6.1. But du travail Nous étudions le comportement du sodium dodécyle sulfate (C 12 H 25 NaSO 4 ) en fonction de sa concentration dans l eau. Il s agit d un tensioactif communément utilisé dans l industrie des détergents et en génie génétique pour dénaturer des protéines. Vous êtes chargé de déterminer la valeur de la concentration micellaire critique (CMC). C est à dire la concentration à partir de laquelle la surface est saturée en tensioactif et à partir de laquelle la formation de micelles au sein de la solution débute vraiment. 6.2. Méthodologie expérimentale : corrélation de deux méthodes. Vous disposez d une solution mère 0,1 mol/l, d une burette de 25 ml, de béchers, etc. Cela doit vous permettre de balayer une large étendue de concentrations [0,1 à 10-5 mol/l] (au moins 10 dilutions). Pour chaque dilution, mesurer la tension superficielle avec la balance Lauda et la conductivité avec le conductimètre Tacussel CDM 210 (cf. T.P. 5 p.20 et sq.). Dresser un tableau des résultats. Tracer les courbes de la tension superficielle et de la conductivité en fonction de la concentration. 6.3. Interprétation des mesures Commenter chacune des courbes obtenues. Utilisez ces courbes pour obtenir la valeur de la CMC. Tenter une interprétation au niveau moléculaire qui explique la forme des courbes. - page 120 -