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Chimie interfaciale: introduction et importance

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Dans cours

CH-341: Physical chemistry of interfaces

Acquire an understanding of interfacial phenomena, micro-heterogeneous colloidal solution systems and dynamic electrochemistry. ...

Description

Cette séance de cours introduit le concept de chimie interfaciale, en se concentrant sur l'interface gaz / liquide. Il couvre la définition des émulsions, l'importance des interfaces dans divers domaines tels que la biologie, l'alimentation et le traitement des minéraux, et la relation entre la taille des particules et les interfaces. La séance de cours aborde également différents types d'interfaces, de colloïdes et de dispersions. En outre, il explore la science derrière la tension de surface, y compris ses vues macroscopiques et microscopiques, et fournit des exemples de ses applications à travers diverses expériences. Des ouvrages de référence et des ressources pour une étude plus approfondie de la science interfaciale sont également recommandés.

Enseignant·e

Rainer Beck

Expertise Experimental studies of chemical reaction dynamics at the gas/solid interface. We combine laser, molecular beams, and ultra-high vacuum surface science to probe surface chemistry under highly controlled conditions at the molecular level. Mission In our laboratory, we study the elementary steps of chemical reactions between gas-phase molecules and solid surfaces such as for example the chemisorption of methane on a nickel catalyst. We use molecular beams and laser radiation to probe the reaction pr

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Tension superficielle

vignette|et aux gerridés de se déplacer à la surface d'une mare. La tension superficielle est un phénomène physico-chimique lié aux interactions moléculaires d'un fluide. Elle résulte de l'augmentation de l'énergie à l'interface entre deux fluides. Le système tend vers un équilibre qui correspond à la configuration de plus basse énergie, il modifie donc sa géométrie pour diminuer l'aire de cette interface. La force qui maintient le système dans cette configuration est la tension superficielle.

Densité surfacique d'énergie

La densité surfacique d'énergie ou énergie surfacique, voire densité énergétique (quand le contexte surfacique est clair), est la quantité d’énergie par une unité de surface. Dans le Système international elle se mesure en J/m (joules par mètre carré). Dans un contexte industriel on l'exprime souvent en kWh/m (kilowatts-heures par mètre carré). Cette grandeur physique est principalement utilisée dans l'étude physique des interfaces entre liquides non miscibles, ou entre liquide et gaz, où elle caractérise l'énergie nécessaire à former une interface d'une certaine surface.

Science des surfaces

La science des surfaces est une section de la science des matériaux consacrée à l'étude des phénomènes physiques et chimiques qui se produisent à l' entre deux phases ou entre une phase et le vide. Les propriétés de la matière en surface sont en effet distinctes de celles du cœur des matériaux (bulk). Par exemple, la coordinence des atomes en surface est inférieure à celle des atomes du reste du matériau ce qui induit une réactivité particulière de ces derniers.

Colloïde

vignette|Le lait est une suspension colloïdale de globules gras dans l'eau. Les colloïdes sont définis internationalement, par l'International Union of Pure and Applied Chemistry, comme des "systèmes colloïdaux", avec la définition suivante : Le terme désigne un état de subdivision, avec des molécules ou des particules polymoléculaires dispersées dans un milieu et dont la taille, au moins dans une direction, est entre 1 nanomètre et 1 micromètre, ou avec des discontinuités à des distances de cet ordre de grandeur.

Dispersion (chimie)

vignette|L'effet Tyndall (diffusion de la lumière par les aérosols atmosphériques, poussières, composés organiques volatils) permet de visualiser le trajet des rayons crépusculaires. vignette|Le même effet avec une suspension colloïdale (ici des particules de farine dans de l'eau) qui diffuse fortement la lumière blanche en donnant une opalescence bleutée. vignette|La couleur bleue turquoise de l'eau des gours ou des lacs glaciaires est due aux particules minérales en suspension diffusant latéralement une partie des rayons lumineux.

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