La tension superficielle de leau est denviron 72 mN / m à température ambiante, ce qui est lune des tensions superficielles les plus élevées pour les liquides. Il n’existe qu’un liquide ayant une tension superficielle plus élevée et c’est le mercure qui est un métal liquide avec une tension superficielle de près de 500 mN / m. Pourquoi la tension superficielle du mercure est si élevée sera également évidente après la lecture de ce court article de blog.
La tension superficielle élevée de leau est causée par de fortes interactions moléculaires
La tension superficielle est due aux interactions cohésives entre les molécules du liquide. Dans la majeure partie du liquide, les molécules ont des molécules voisines de chaque côté. Les molécules se tirent de manière égale dans toutes les directions, provoquant une force nette de zéro. Cependant, à linterface, les molécules liquides nont que la moitié des molécules liquides voisines par rapport à la masse du liquide. Cela fait que la molécule sassocie plus fortement aux molécules de ses côtés et provoque une force vers lintérieur nette vers le liquide. Cette force résiste à la rupture de la surface et est appelée tension superficielle.
Avec cette explication à lesprit, il est alors clair que tous les liquides auront la même propriété mais pourquoi la tension superficielle de leau est beaucoup plus élevée que celle de léthanol par exemple.
Pour comprendre cela, il faut penser aux liaisons entre les molécules. Comme expliqué, la force de cohésion entre les molécules provoque une tension superficielle. Plus la force de cohésion est forte, plus la tension superficielle est forte. La molécule deau a deux atomes dhydrogène liés à un atome doxygène par liaison covalente. En raison de la forte électronégativité de loxygène, il aura une grande partie de la charge négative de son côté tandis que lhydrogène sera chargé plus positivement. Cela provoque une attraction électrostatique entre latome dhydrogène dans une molécule et latome doxygène dans une autre. Les liaisons formées sont appelées liaisons hydrogène, ce qui conduit à de fortes forces de cohésion entre les molécules deau et à une tension superficielle élevée de leau.
Comme mentionné au début du blog, cela explique également pourquoi le mercure a une tension superficielle si élevée. Comme le mercure est un métal, les liaisons entre les molécules sont des liaisons métalliques qui sont beaucoup plus fortes que les liaisons hydrogène conduisant à des forces de cohésion très élevées et une tension superficielle élevée.
Pour en savoir plus sur limportance de la tension superficielle par le lien ci-dessous
