Tensiomètre à goutte tournante

Un tensiomètre à goutte tournante est un instrument permettant de déterminer la tension interfaciale. Ici, un capillaire à l'horizontale rempli avec une phase volumique et une phase goutte plus légère est mis en rotation. Le diamètre ou le rayon de courbure de la goutte qui s'allonge par la force centrifuge est lié à la tension interfaciale.

Schéma de la méthode de la goutte tournante

Données fondamentales

Lorsqu'une phase volumique lourde et une phase goutte légère sont situées dans un capillaire horizontal en rotation, le rayon de la goutte perpendiculaire à l'axe de rotation dépend de la tension interfaciale γ entre les phases, la fréquence angulaire ω de la rotation et la différence de la densité Δρ. Ainsi, selon l'approche classique conformément à l'équation de Vonnegut, la tension interfaciale peut être calculée à partir du diamètre de goutte mesuré d (=2r) avec une vitesse de rotation donnée et les densités des deux phases connues.

 

Lorsque l'on utilise la méthode Vonnegut, la longueur de la goutte parallèlement à l'axe de rotation doit être au moins quatre fois supérieure au diamètre de la goutte afin de réduire l'erreur due à la courbure de l'interface.

Selon l'approche plus récente de Young-Laplace, la courbure de la goutte est utilisée plutôt que son diamètre. Cela permet d'étendre la gamme de mesure vers des valeurs de tensions interfaciales élevées. Le diamètre ou la courbure de la goutte est déterminé à partir de l'image vidéo de la goutte au moyen de l'analyse de profil de goutte.

Des tensions interfaciales extrêmement faibles peuvent être mesurées à l'aide d'un tensiomètre à goutte tournante. La méthode de la goutte tournante est généralement utilisée pour analyser les conditions nécessaires pour former une microémulsion, par ex. avec une injection de tensioactifs dans la récupération assistée des hydrocarbures (RAH) ou dans le dégraissage sans solvant.