Comment déterminer de la taille d'une Molécule

I/ Exercice

Benjamin Franklin, homme d'état et physicien Américain ( 1706 – 1790 ) fit l'expérience suivante :

Il alla au bord d'un étang ( A Clapham, près de Londres ) et versa sur l'étang, doucement, une goutte d'huile d'olive d'environ 0,3 cm3. L'huile s'étala et Franklin estima que la surface du film d'huile valait environ 100 m² !

Il put alors déterminer l'ordre de grandeur de la taille d'une molécule d'huile.

A vous de retrouver cet ordre de grandeur.

Superprof

II/ Consignes

Votre rédaction doit reposer sur :

○ Un schéma clair et annoté.

○ Des phrases en bon français.

○ L'utilisation d'une expression littérale.

○ Des unités  adaptées.

Données : Texte adapté du livre de Pierre-Gilles de Gennes : Les Objets fragiles.

III/ Calcul de la taille d'une molécule

Examinons ce qui se passe lorsqu'on ajoute à l'eau une petite quantité d'huile. Les molécules d'huile sont des objets assez extraordinaires, elles sont plutôt petites et peuvent être assimilées à des bâtonnets dont les deux extrémités possèdent des propriétés fortement différentes : Une extrémité de la molécule ( la « tête » ) est fortement hydrophile, c'est à dire qu'elle est attirée par l'eau. L'autre partie de la molécule ( son corps ) est résolument hydrophobe, c'est à dire qu'elle n'aime pas l'eau.

Si je plonge une telle molécule, seule dans l'eau, elle devient très « malheureuse ». Sa partie hydrophobe ne songe qu'à fuir l'eau. Aidée par l'agitation thermique, elle parvient à la surface. La situation, sans être idéale est déjà meilleure. L'extrémité hydrophile peut rester immergée avec délice dans l'eau. La partie hydrophobe peut se sécher à l'air. En se serrant les unes contre les autres comme des pingouins, les molécules d'huiles peuvent alors créer une situation presque parfaite:

tête dans l'eau, corps à l'air presque perpendiculaire à la surface. Les molécules forment ainsi à la surface de l'eau, une couche bien régulière dont l'épaisseur e est égale à la longueur d'une molécule d'huile.

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Clément

Freelancer et pilote, j'espère atteindre la sagesse en partageant le savoir que j'ai acquis lors de mes voyages au volant de ma berline. Curieux scientifique, ma soif de découverte n'a d'égale que la durée de demie-vie du bismuth 209.

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