Questions - Réponses

Sciences

D'où vient la mousse formée lors de l'agitation d'un liquide?

Question de Moda

Didier Perret

Réponse de Didier Perret

Docteur

Section de chimie et biochimie
Université de Genève

La mousse qui se forme sur un liquide lorsque ce dernier est agité est la conséquence du comportement de certaines substances contenues dans le liquide.

Si le liquide est une eau naturelle, et même si cette dernière n'est absolument pas polluée, elle contient des myriades de composés principalement organiques, résultant du monde vivant: molécules provenant de la dégradation naturelle de détritus végétaux ou d’organismes aquatiques, molécules entraînées depuis les sols voisins par ruissellement, etc. L'eau naturelle peut aussi avoir été contaminée par des polluants d'origine humaine: détergents, résidus médicamenteux, etc.

Dans tous ces cas, de nombreuses molécules parmi toutes celles qui se retrouvent dans l'eau ont des "propriétés tensio-actives". Derrière ce terme savant se cache une explication très simple: une molécule "tensio-active", aussi appelée "surfactant", possède une partie de son squelette fortement compatible avec l'eau, tandis que l'autre partie de son squelette est fortement incompatible avec l'eau.

De cette caractéristique résulte un comportement particulier: la molécule tensio-active s'oriente dans l'eau afin que sa partie compatible soit en contact direct avec le liquide, tandis que sa partie incompatible avec l'eau émerge hors du liquide, c'est-à-dire dans l'air. Les molécules tensio-actives se retrouvent ainsi alignées comme des petits soldats à l'interface entre l'eau et l’air.

On retrouve ce comportement avec tous les détergents, puisque le but d'un détergent est justement de faire le pont entre des substances incompatibles, par exemple le gras d'une assiette sale qu'on souhaite éliminer au lavage. Le détergent oriente dans l'eau son extrémité compatible avec l'eau, et dans la graisse son extrémité incompatible avec l'eau, ce qui permet à l'eau d'entraîner à l'égout le résidu graisseux grâce au pont ainsi formé entre l'eau et le gras, par essence incompatibles.

C'est sur le même principe que les enfants créent des bulles de savon à partir d’une solution concentrée de détergent: la bulle n'est rien d’autre qu'un double film de molécules tensio-actives qui orientent vers l’air leur extrémité incompatible avec l'eau, et leur extrémité compatible avec l'eau vers un film d'eau ainsi emprisonné par les molécules de savon.

On comprend ainsi aisément que lorsqu'on agite une eau contenant des molécules tensio-actives, l'eau mousse au même titre que lorsqu'une solution savonneuse est agitée. Ceci est vrai même si la quantité de molécules tensio-actives est très faible dans l'eau.

2 octobre 2017

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