THÉORIES DU GONFLEMENT

Nous venons de voir que, d’après Justin MuELLER, la turgescence des fibres était un phénomène limité; mais on peut considérer également le gonflement comme le stade préliminaire de la dispersion, dans les cas où le corps mis à gonfler peut fixer des quantités illimitées de liquide (cellulose dans le réactif de SCHWEITZER, coton-poudre dans le mélange alcool-éther).

De nombreuses théories ont été proposées pour expliquer le mécanisme de ce gonflement, mais il n’en est aucune qui s'applique à la généralité du phénomène.

Karz (1) voit, dans les substances amorphes gonflables, des liquides sous-refroidis de très haute viscosité et, dans le gonflement, une dissolution solide résultant du mélange du liquide de gonflement et du liquide de viscosité élevée. L'étude des tensions des vapeurs en équilibre avec les corps gonflables, des chaleurs de gonflement, des contractions de volume, lui montra, en effet, que les corps gon- flables. à l’eau suivent les lois des solutions concentrées idéales.

Cette hypothèse a l’avantage de faire ressortir le passage graduel du gonflement limité à la dissolution, mais l’inconvénient de ne point rendre compte facilement des brusques variations de gonflement pour de faibles variations de concentrations des solutions.

ToLMAN et STEARN (2) supposent que toutes les particules colloïdales étant chargées d'électricité de même signe

se repoussent électrostatiquement, d’où une augmentation

(1) Karz. Cf. Kolloïid Beiheft (1917-1918), p. 182, et XKolloïd Zeitschrift.

(2) Tozman et Srearn. J. Am. Chem. Soc., t. xxxx-l, p. 264 (1918).

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du volume des poches limitées par ces particules, et qui renferment le liquide de gonflement. Les variations de gonflement dans des solutions diverses ne seraient donc que la conséquence des variations de charges provoquées par les ions existant dans ces solutions. |

La théorie la plus séduisante, dans le cas des protéines, est celle de l’ionisation de ProcTEr et WizsoN, sur laquelle nous reviendrons; mais, comme la précédente, elle rend nécessaire l'existence d’ions dans le liquide et elles ne peuvent s'appliquer, ni l’une ni l’autre, aux milieux non ionisants (hydrocarbures et nombreux liquides organiques).

Pour Fiscner (1) un corps gonflable, comme la gélatine, est une substance chimique dont le degré de polymérisation varie avec la température, la réaction et la composition du milieu extérieur. Le degré de polymérisation conditionne le rayon des particules, c’est-à-dire leur faculté de s'hydrater, qui est maximum lorsque les particules ont un diamètre moyen.

Bary (2) se rallie à l'hypothèse d’une dissolution du liquide dans le colloïde considéré comme solvant, le liquide pénètre par diffusion dans la gelée comme un sel dans le liquide qui le dissout. La diffusion est réglée par le sens de la tension superficielle de contact. Cette théorie conduit à admettre que la matière colloïdale est homogène et qu'une gelée est un système qui peut n'être formé que d’une seule phase.

La comparaison de la théorie avec l'expérience, dans l'étude de la vitesse du gonflement des matières colloïdales

(1) Frscrer. J. Am. Chem. Soc., t. xxxx-l, p. 303 (1918), et nombreux articles dans le même périodique.

(2) Bar. Les Colloïides, Paris, Dunon (1922).

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par les liquides, révèle à Bary (1) un désaccord très grand, ce qui apporte un appui à la théorie d’après laquelle le gonflement est un travail progressif de dépolymérisation de la matière colloïdale, accompagné de solvatisation. La double propriété, exigée d’un Hquide de gonflement, d’être soluble dans le colloïde et de pouvoir se combiner avec lui, explique l'efficacité des milieux de gonflement complexes remplaçant les liquides purs.

Ce court exposé, très incomplet, indique cependant toute la difficulté du problème du gonflement et l’insuffisance de chacune des théories considérées isolément.

HorMEISTER (2) à le premier donné une méthode pour déterminer le degré de gonflement basé sur la mesure de l'augmentation de poids du corps étudié; de nombreux auteurs (Van BEMMELEN, ZSIGMoNDY, STEVENSON, Bacu- MANN, etc.) ont perfectionné la technique originale dans des cas particuliers.

Ce procédé, qui a l’avantage de la simplicité, présente quelques inconvénients, notamment dans les cas où le Corps est très poreux et retient, par capillarité, une proportion notable de liquide.

On peut tourner cette difficulté par mesure directe de la variation de volume de l’absorbant à l’aide de la méthode des hauteurs de sédimentation ou méthode des hauteurs de dépôt de Fiscxer (3).

La mesure des pressions de gonflement par l'appareil de PossNaxk (4) est théoriquement précise, mais délicate et peu pratique.

(1) Bary. « Le gonflement des matières colloïdales », Revue générale des Colloïdes, 4° année, n° 37, p. 322 (nov. 1926).

(2) Hormeisrer. Archiv. f. Exp. Path., t. xx1v, p. 247 (1888), et t. XXVIT, p. 895 (1890).

(3) Fiscrer et Moorx, Koll. Zeit., t. v, p. 197 (1901).

(4) Posixak. Koll, Chem. Beihefte, t. 111, p. 417 (1912).

Osrwazp (1), s'appuyant sur le fait que lorsque des particules colloïdales gonflent au sein d’un liquide elles modifient la viscosité de ce dernier, suit le gonflement par des mesures de viscosité,

B£Lorrr (2) renverse le mode opératoire d’Osrwazp.

Le procédé, repris et très perfectionné par von HAN (3) consiste à mesurer le volume du liquide dont on veut déterminer le pouvoir gonflant qui s'écoule dans un temps donné, par un orifice percé dans le corps étudié. La section de l’orifice varie avec le gonflement et entraîne done des débits variables.

La détermination du degré de gonflement peut se faire par mesure des variations de longueur dans les cas où l'échantillon se présente sous forme de fils ou peut être mis facilement sous cette même forme (4).

Reine (5) suit le gonflement d'une laminaria en appréciant la variation de son épaisseur par les mouvements d'un piston reposant sur une lame du corps à l’étude, mouvements amplifiés par un jeu simple de leviers (œdomètre). THIESSEN et Carius (6) ont rendu la méthode d’une extrême sensibihité pour l'examen des gonflements peu accusés.

Lorsque la matière présente une certaine résistance à Fécrasement, en même temps qu'une épaisseur suffisante, on peut avoir recours à des jauges d'épaisseur à pression constante, comme celle de Ranpazz et Srickney, utilisée par Wizsox et GALLUN (7).

(1) Osrwazn. Pflüger Archiv., t. evrrr, p. 586 (1905).

(2) Berogrr. Bioch. Nachr., t. cxxxx, p. 543 (1923).

(3) Von Han. Koll. Zeit., t. Xxxv, p. 215 (1924).

(4) Cf. par exemple Osrwazp. Manipulation de Chimie colloïdale. (5) Remnke, Cf. Taressen. Koll. Zeit., t. xxxvir, p. 406 (1925-2). (6) Tuaressen et Carius. Koll. Zeit., t. xxxvI, p. 245 (1925).

(7) Cf. L. Meunier. Loc.-cit.

On peut enfin effectuer quelques déterminations en considérant les modifications des propriétés optiques (Ma- THIESEN) (1) et les variations de conductivité électrique (Wo Pauzr) (1) qui accompagnent le phénomène de gon-

flement dans de nombreux cas.