Propriétés oléo/hydrophobes du Fluor
Le 27/01/2009 à 14h58
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Question d'origine :
Bonjour,
Je voudrais savoir pourquoi le fluor présente t'il des propriétés oléophobes et hydrophobes.
Merci
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 30/01/2009 à 14h20
Bonjour,
Il est difficile de répondre à votre question. La question « pourquoi ? » est d’une manière générale assez épineuse en sciences, et le plus souvent laissée à la philosophie. Il est assez tentant de répondre que c’est la vertu dormitive du pavot qui donne envie de dormir, et que c’est la particularité du fluor que d’être hydrophobe…
L’état dit ordinaire du fluor est le difluor, qui est un gaz (F2) extrêmement réactif, surtout avec l'eau. On le trouve également sous forme de minerai (CaF2). Il fait partie de la famille des halogènes.
C'est sous la forme de polymères fluorés que le fluor a des propriétés, entre autres, hydrophobes et oléophobes. Ces polymères du type poly(tetrafluoroethylene) or poly(tetrafluoroethene) (PTFE), dont le plus connu est le Teflon, sont utilisés pour une multitude d'applications. Lorsque le fluor se lie au carbone, la liaison obtenue est très stable ce qui a pour conséquence d’offrir aux polymères fluorés une grande résistance aux agressions thermiques comme chimiques ainsi qu’à l’oxydation.
L’encyclopédie Wikipédia donne la définition suivante de l'hydrophobie (en physique-chimie...) :
| L' hydrophobie est une propriété d'un objet moléculaire de ne pas être soluble dans l'eau ni dans les produits polaires, menant à une ségrégation de l'objet vis-à-vis du solvant (ou inversement). |
Un composé hydrophobe est également lipophile : il est insoluble dans l’eau, mais soluble dans les corps gras. Un composé hydrophobe est apolaire et ne peut pas créer de liaison hydrogène avec l’eau.
La faible taille et sa charge importante font du fluor un élément aux propriétés très spécifiques. Le fluor est l’élément le plus électronégatif du tableau, c’est-à-dire celui qui attire le plus les électrons lors de la formation d’une liaison chimique avec un autre élément. La liaison C-F est extrêmement stable et présente un moment dipolaire important. La solidité de la liaison chimique fait que les PTFE sont très stables chimiquement (peu de réactions chimiques possibles = pas d'attaque de surface). Le fort moment dipolaire fait que ces polymères sont très peu affectés par certaines forces de Van der Waals. Cela se traduit, entre autres, par une absence de formation de pont hydrogène, avec l'eau par exemple. Ainsi une surface de PTFE n'est pas mouillée par l'eau, ou par les huiles.
L’eau est fortement polaire, c’est-à-dire que son mouvement dipolaire est très élevé. Une molécule dite polaire a ses charges négatives et positives concentrées à l’opposé les unes des autres, à chaque extrémité de la molécule. Les molécules polaires sont facilement solubles dans d’autres composés polaires et pratiquement insolubles dans des composés apolaires.
Une molécule apolaire ne peut donc pas faire d’interaction électrostatique avec l’eau. L’eau étant polaire, elle cherche à interagir avec les molécules polaires. L’eau et un composé hydrophobe ne peuvent interagir physiquement.
La clef des propriétés hydrophobe et oléophobe est donc les différentes forces de Van der Waals.
A votre disposition dans nos collections ou sur le web :
*Chimie bioorganique et médicinale du fluor, de Jean-Pierre Begué
*Les dérivés fluorés, chez Dunod.
*Traité de chimie minérale, vol. 1 : Air, eau, hydrogène, oxygène, ozone, eau oxygénée, halogènes, de Paul Pascal
*Et sur le site du Réseau français du fluor : ici et là.
Nous adressons nos plus vifs remerciements à M. Cahuzac, ingénieur chimiste, pour ses éclaircissements durant notre recherche.
DANS NOS COLLECTIONS :
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