Surfactants dans l'eau en présence de phénol

[MrLaperche]

Bonjour,

J'ai réalisé un TP dans lequel nous avons souhaité évaluer la concentration micellaire critique (CMC) de surfactants dans l'eau en présence de phénol.
Le protocole consiste à mesurer la conductivité de la solution de surfactant que l'on dilue par ajouts succins d'eau. A l'état initial, notre solution contient une certaine concentration de surfactant, de l'eau et du phénol à une concentration de 2,5 g/L.

Je bloque alors sur une question posée par l'énoncée : " Démontrer que la concentration du phénol dans la cellule de mesure n'est pas tout à fait constante au cours de la manipulation" et je dois calculer la variation de cette concentration entre le début et la fin de l’expérience.

Je me demande alors pourquoi la concentration en phénol ne reste pas constante. J'ai deux hypothèses :
- Le phénol est un composé volatile, ainsi, avec l'agitation, une petite quantité se phénol présent dans la cellule a pu s'échapper de la cellule en se volatilisant dans l'air ambiant.
- Le phénol est un composé organique, il serait donc peu hydrosoluble. Ainsi, le phénol pourrait se faire "piéger" par les micelles de surfactants. Donc en début de la manipulation, le surfactant étant en concentration supérieure à la CMC, la concentration en phénol dans la solution serait inférieure à 2.5g/L car une partie de celui ci serait dans les micelles. Ensuite, une fois la dilution suffisante pour passer sous la CMC, les micelles se "déforment" et le surfactant retourne à sa forme se monomères, libérant ainsi le phénol. A ce moment, on retrouverait une concentration en phénol de 2.5 g/L.

Qu'en pensez vous ?
Merci d'avance pour vos réponses.
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[moco]

Bonsoir,
Si on prend une solution quelconque, que ce soit avec du phénol ou tout autre soluté, et qu'on ajoute de l'eau, la concentration ne peut pas faire autrement que de diminuer.

[MrLaperche]

Merci pour votre réponse !

J'avais pensé qu'on nous demandait de raisonner en terme de quantité de matière... Mais en effet, on parle bien de concentration !

[ecolami]

Bonsoir,
En retenant comme solution la seconde hypohèse que tu formule on doit mieux répondre a la question
Parce que sinon on ne voit pas pourquoi il y aurait du phénol si c'est juste pour le diluer!

[A voir en vidéo sur Futura]

[MrLaperche]

Bonjour,

Merci pour votre réponse !
Après nouvelle consultation de mon poly, le phénol est directement préparé en solution aqueuse à 2.5 g/L et on dissout le soluté ( surfactant ) à l'aide de cette solution, non pas à l'aide d'eau distillée uniquement moco.
Ecolami, en effet, je pense que c'est la voie la plus intéressante à considérer. De plus, j'imagine que la quantité de phénol vaporisée est tout à fait négligeable... Je vais donc m'engager sur cette voie !

[MrLaperche]

J'arrive à estimer la quantité de surfactant sous forme de monomères et la quantité sous forme de micelles mais il reste un problème : comment évaluer la quantité de phénol que peut contenir une micelle ?? J'ai cherché dans la littérature, je n'ai rien trouvé. Auriez vous une piste à me suggérer ?

[ecolami]

Bonsoir,
La nature du surfactant est sans doute importante j'imagine s'il comporte un cycle benzènique comme le phènol il le retiendra mieux. Il ne faut pas considérer l'évaporation du phénol dans l'eau a une aussi faible concentration. Quand la solution contient des micelles sa conductivite est moindre (je pense) et en diluant on atteint un seuil ou les micelles disparaissent et libèrent le phénol.
Je ne sais pas si une comparaison avec une solution sans phénol permettrait de répondre a la question "combien de phénol dans les micelles": qu'en pensez vous?

[MrLaperche]

Bonsoir,
En effet, on a réalisé le même protocole sans le phénol. J'ai remarqué que la CMC était plus faible en présence de phénol. Ça s'explique bien par le fait que le phénol entre dans la constitution des micelles avec le surfactant. Je pense que je vais faire la différence des deux CMC qui me donnera un résultat en gramme par litre. Ce résultat devrait m'indiquer la quantité de phénol présent dans les micelles à la CMC. Je devrais pouvoir me dépatouiller avec ça.
Je verrai mon prof très prochainement donc je lui demanderai ce qu'il en pense. Néanmoins, je pense que nous avons trouvé ici la bonne méthode !
Merci pour vos réponses !