MESURE DE LA TENSION SUPERFICIELLE

Il fallait maintenant déterminer la courbe de variation de la tension superñcielle des solutions en fonction de la concentration. Comme il s’agit de solutions très étendues, la variation de la tension superficielle est extrêmement faible. J'ai donc adopté, pour la mesure de la tension superficielle, une méthode, qu’on sait ne pas donner de résultat exact pour les valeurs absolues, mais que j'ai estimé pouvoir donner des valeurs relatives suffisamment précises dans le cas de très faibles variations. C’est la méthode du poids des gouttes tombantes. Il m'a semblé que seule, cette méthode était suffisamment sensible pour pouvoir être utilisée dans le cas présent.

82. Dispositif expérimental. — Pour faire cette détermination, qui porte sur des différences très faibles, il fallait se mettre très soigneusement à l'abri des variations de température. L'appareil avait la disposition suivan.e : (v. fig. p. 29,-

Une pipette, dont le bord inférieur était soigneusement rodé, contenait la solution à expérimenter. Gette pipette était fermée à la partie supérieure par un robinet à 3 voies, permettant par aspiration de remplir la pipette de liquide, puis par rotation du robinet de le laisser écouler très lentement en permettant une très faible rentrée d'air, par l'intermédiaire d’un long tube capillaire dans lequel l'air se déplace très ientement,.

La partie inférieure de la pipette était fixée à l’aide d'un bouchon dans la tubulure d’une petite cloche fermée à sa partie inférieure par un large bouchon, sur lequel reposait le godet, dans lequel on recueillait les gouttes de liquide. Ce godet était pesé avant et après l’expérience. Un papier humide placé à l’intérieur de la cloche assurait un état hygrométrique de l'air suffisant pour éviter l’évaporation de la solution. ë

Tout ce dispositif était fixé dans une cuve d’eau constituée par un bocal renversé, dont on avait coupé le fond ; la petite cloche était fixée dans le goulot du bocal. Ce bocal était calorifugé par du feutre, qui ne présentait que deux petites fenêtres permettant d'observer l'écoulement des gouttes.

L'eau de ce bocal était agitée par un courant d'air s’échappant à la partie inférieure par une couronne percée de petits trous. Une petite lampe électrique dont le courant pouvait être interrompu par un relai permettait de chauffer l’eau. Ce relai était commandé par un régulateur de température, constitué par une masse d’une centaine de grammes de toluène, dont la dilatation poussait un index de mercure, qui venait en contact avec un fil de platine. Ce régulateur avait été calculé de maniere à ouvrir ou fermer le circuit du relai pour des variations de température d’un 100€ de degré. |

J'avais vérifié à l’aide d’un thermomètre très sensible que, malgré l'influence d’un courant d’air créé par l’ouverture d’une fenêtre du laboratoire, la variation de température de ce thermostat n’excédait pas 2/100 de degré. A ce point de vue

l'appareil fonctionnait parfaitement, à condition qu’on prit la précaution de maintenir très propre la surface du mercure, qui venait en contact avec le fil de platine, les très petites étincelles, qui se produisaient au moment de la rupture du courant, amenant une oxydation du mercure.

La température de ce thermostat était réglée à environ 10 degrés au-dessus de la température ambiante du laboratoire; elle était, dans la plupart de nos expériences, d'environ 27°.

J’ai admis que la tension superficielle de l’eau pure était de 75 dynes centimètre et que la variation des tensions était exactement proportionnelle à la variation du poids des gouttes. Je faisais écouler dans chaque expérience environ 100 gouttes soigneusement comptées et pesées en fin d'expérience.

En général, pour chaque concentration de solution, j'ai fait cinq déterminations, dont j'ai pris la moyenne. Ces moyennes résultaient d'expériences qui, individuellement, donnaient dés poids différents les uns des autres de moins de 1/3000. Je pouvais donc espérer une précision un peu supérieure à ce chiffre sur le résultat final. En outre, les courbes des variations des tensions superficielles en fonction de la concentration, résultent d’un grand nombre de déterminations.

On sait que le poids des gouttes dépend de leur vitesse de formation. Dans une expérience préalable faite avec de l’eau, j'avais déterminé le poids des gouttes en fonction de la durée d'écoulement.

J'ai été conduit, pour qu'une très petite variation de durée n'ait pas d’influence notable sur la valeur de la tension superficielle, à avoir des durées de formation des gouttes extrêmement longues. La durée d’écoulement de 100 gouttes était d'environ 30 minutes, et l'emploi d’un même tube capillaire, permettant la rentrée ‘d’air dans toutes les expériences, provoquait l’écoulement d’une centaine de gouttes toujours dans le même temps, à une vingtaine de secondes près.

83. Résultats des mesures. Tension superficieile des solutions de violet cristallisé. — Les résultats expérimentaux sont résumés par la courbe cijointe :

En portant en abscisses les logarithmes des concentrations moléculaires, et en ordonnées la tension superficielle, on constate que tous les points se placent sur une courbe, qu’on peut assimiler à une droite dans l’intervalle des concentrations utilisées.

La tension superficielle peut être représentée en fonction de la concentration par la formule

Ceau — Osol == À b log; ,C avec b — 4,01.

Si nous calculons la dérivée de la tension superficielle par rapport à la concentration, et si nous introduisons cette valeur dans la formule de Gisss, donnant la quantité de matière adsorbée, nous constatons que cette quantité de matière adsorbée est indépendante de la concentration de la solution. C’est bien ce qui résulte des nombres, qui ont été donnés précédemment pour les mesures directes d’adsorption. |

Nous ponvons maintenant faire le calcul numérique de cette quantité de matière adsorbée.

d’où, en remplaçant dans la formule de Giess