Chimie des solutions, des Surfaces et Interfaces

Responsable de l'UE : Cédric BURON 

Objectifs

Connaître les différents types de surface (étendue ou particulaire), savoir lire et établir les diagrammes de stabilité, maîtriser les techniques de caractérisation (énergie de surface, degrés d’ionisation et de complexation, charges de surface)

Pré requis

Bases de la thermodynamique des équilibres en solution

Contenus

Introduction : concepts de surface et d’interface, différents types de surface (surfaces polarisables, surfaces en équilibre, surfaces mixtes), tension interfaciale, équation de Gibbs des interfaces

 Stabilité des espèces ioniques en solution aqueuse

 Hydratation, Hydrolyse, condensation des ions (en particulier les cations métalliques) en solution. Effets de charge et de pH. Diagrammes de stabilité des espèces. Equilibres de complexation et d’ionisation des polyélectrolytes et des molécules amphiphiles. Modélisation ( pK intrinsèque, degré de dissociation, …)

Propriétés, fonctionnalisation et caractérisations des surfaces et interfaces

- Les différentes composantes de l’énergie de surface (contributions dispersive, polaire, caractère hydrophile-hydrophobe)

 - Chimie et réactivité des surfaces en équilibre (en particulier les oxydes): groupements fonctionnels, réactions d’ionisation, de complexation, influence de la composition de la solution, diagrammes de distribution des espèces fonctionnelles (utilisation d’un logiciel spécifique)

- Modifications des surfaces : adsorption de tensioactifs et (macro)molécules. Isothermes d’adsorption.

- Introduction à la fonctionnalisation des surfaces par greffage, autoassemblage (SAMS). Biocompatibilité.

Méthodes de caractérisation sous forme de TP:

- Densité de charge, ionisation, échange d’ions et complexation : potentiométries et conductimétrie, mobilité électrophorétique (potentiel Zeta)

- Energies de surface des liquides et critères de mouillage des solides : tension de surface, mesure d’angle de contact Visite d‘entreprise ou conférence d’un industriel

Travail personnel : Exercices d’applications du cours, préparation des travaux pratiques et compte-rendus. Analyse d’une publication. Compte-rendu de visite d’une entreprise ou d’une conférence. Recherche sur la toxicité des produits