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But: Montrer les
phénomènes qui se manifestent lorsque les forces d'interaction entre les particules
colloïdales se déséquilibrent. |
Lorsque dans un système
colloïdal les particules s'approchent et se heurtent, c'est l'équilibre des forces
d'attraction et de répulsion qui déterminent la stabilité du système. Au cas où les
forces d'attraction de Van der Waals sont plus grandes que les forces de répulsion de
Coulomb et/ou que la répulsion stérique, les particules du système colloïdal
"s'agglutinent" ou "s'agrègent".
Au cas où les
particules sont solides dans une phase continue liquide (suspension),
cette "agrégation" engendre la formation de "flocons".
Ce sont des structures tridimensionnelles de particules agrégeantes. Si
le poids spécifique de ces particules est supérieur à celui de la phase
continue, il y aura sédimentation des flocons. Le sédiment qui se forme
est peu compact et peut facilement être remué, mais la situation de la
dispersion stable ne sera plus jamais atteinte.
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Au cas où les particules sont liquides dans
une phase continue liquide (émulsion), cette "agglutination" aura comme
conséquence que les interfaces entre les deux phases se fondent formant ainsi un système
macroscopique à deux phases (coalescence). Si le poids spécifique de la phase disperse
est inférieur à celui de la phase continue, les gouttes coalescentes monteront ou
"crèmeront".
Un "designer" de systèmes
colloïdaux stables veillera donc à ce que les particules ne "s'agglutinent"
pas trop lors de collisions afin d'éviter que les phases se séparent.
Il le fait en ajoutant des ions ou des molécules qui renforcent la répulsion
électrostatique ou stérique par rapport aux forces d'attraction présentes.
Souvent pourtant, le chimiste cherche à obtenir des émulsions ou suspensions
stables en formant des réseaux tridimensionnels de particules floconnantes.
La viscosité de la phase continue est ainsi augmentée à tel point que
la sédimentation ou le crémage est énormément ralenti.
Un
exemple:
Le lait est une émulsion
de gouttes de graisse dans l'eau. En ajoutant une matière acide, on modifie la charge que
ces gouttes de graisse présentent sur leur surface. Le mécanisme de la stabilisation de
charges s'écroule et il y a floculation des gouttes de graisse. Prenez un peu du thé
avec du lait et du citron; le résultat sera très peu appétissant!
Nos ancêtres préparaient
le beurre en "battant" le lait dans une beurrière: lorsque l'énergie
mécanique ajoutée, qui mène à une plus haute fréquence de collisions entre les
gouttes de graisse, est plus grande que la stabilisation par les forces de répulsion de
Coulomb ou par la répulsion stérique, il y a coalescence et les gouttes de graisse
s'agglutineront pour former le beurre.
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