Tensiomètre à plaque de Wilhelmy

Le tensiomètre à plaque de Wilhelmy est un appareil de mesure de la tension superficielle d'un liquide à l'équilibre dont la particularité est d'utiliser une fine plaque reliée à une balance de précision. Cette plaque est perpendiculaire à l'interface air-liquide ou liquide-liquide à étudier et l'on mesure la force exercée sur cette plaque. Ce tensiomètre est basé sur le travail de Ludwig Wilhelmy[1]. Elle a trouvé de nombreuses utilisations dans la préparation et l'étude des films de Langmuir-Blodgett.

Illustration d'une plaque de Wilhelmy. La force capillaire F sur la plaque est proportionnelle au périmètre mouillé (2w+2d) et à la tension superficielle, γ, à l'interface air-liquide.

Les normes NF EN 14210[2] et NF EN 14370[3] décrivent cette technique ainsi qu’une technique proche, celle de l'anneau de du Noüy.

Description

Une plaque de Wilhelmy est une mince plaque de quelques cm2, faite de papier filtre, de verre ou de platine ayant subi, éventuellement, un traitement de surface pour une mouillabilité optimale. En fait, le matériau utilisé n'a pas d'importance tant qu'il reste inerte et qu'il est mouillable par le liquide[4]. En revanche, il est essentiel que la surface soit absolument exempte de toute souillure et donc être soit à usage unique, soit facile à nettoyer avec les oxydants les plus forts comme l'acide sulfochromique, d'où le choix du platine comme métal. La force exercée sur la plaque est mesurée par une microbalance qui fournit la valeur de la tension superficielle, γ (gamma), grâce à l'équation de Wilhelmy.

Références
  1. Wilhelmy, L., Ann. Phys., 119 (1863) at 177
  2. NF EN 14210 Avril 2004, Agents de surface - Détermination de la tension interfaciale des solutions d'agents de surface par la méthode à l'anneau ou l'étrier
  3. NF EN 14370 Décembre 2004, Agents de surface - Détermination de la tension superficielle
  4. (en) Hans-Jürgen Butt, Graf,, Karlheinz; Kappl, Michael, Physics and chemistry of interfaces, Weinheim, Wiley-VCH-Verl., , 2., rev. and enl. ed. éd. (ISBN 978-3-527-40629-6), p. 16

Liens externes
  • Holmberg, K (ed.) Handbook of Applied Surface and Colloid Chemistry New York, Wiley and Sons: 2002. Vol. 2, p. 219
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