Les bulles de savon ont toujours fasciné petits et grands par leur forme sphérique et leur capacité à flotter dans les airs. La sphéricité de ces bulles s’explique en grande partie par les lois de la physique et de la chimie. Tout d’abord, il faut comprendre que les bulles de savon sont constituées d’une fine molécule et pellicule de liquide qui entoure l’air. Cette pellicule est maintenue en place par des forces d’attraction moléculaires comme la tension superficielle qui tendent à minimiser sa surface. Quatre facteurs peuvent expliquer la sphéricité des bulles de savon : la tension de surface, la pression de l’air, la loi de Laplace et la surface minimale.
Contents
Causes de la sphéricité des bulles de savon
Faire des bulles est considéré comme une activité relaxante, apaisante, mais aussi et surtout fascinante, relevant de la physique et de la chimie. Que ce soit de grosses bulles, de petites bulles, ou même des bulles géantes, elles finissent toutes par avoir une seule forme : la forme sphérique. Les bulles d’air, naissant de l’alliage de l’eau pure et de l’air, ont le plus souvent la forme d’une sphère, même si elles sont produites dans des milieux différents.
Avec le savon liquide, le savon solide, et même un produit à bulles, vous pouvez créer votre propre liquide à bulles. L’important c’est de mélanger l’eau pure au savon pour avoir un mélange savonneux. Tout ce qu’il reste à faire, c’est de souffler dans la bouteille, la paille ou le récipient et vos bulles se forment. Avec un colorant, vous obtiendrez des bulles colorées.
Lorsque nous faisons la vaisselle ou effectuons d’autres tâches de nettoyage avec de l’eau savonneuse, il est courant de voir des bulles sphériques se former à partir des mousses. Les bulles de savon sont une manifestation de phénomènes résultant de la formation de minuscules gouttelettes sphériques et de liaisons entre les molécules de savon et d’eau.
A lire également : Quels bijoux quand on est ronde ?
La tension de surface
La tension de surface est un phénomène important pour comprendre la formation des bulles de savon. Lorsque vous soufflez dans une solution de liquide vaisselle et d’eau, les molécules de savon présentes se disposent à la surface de l’eau pour former une membrane. Dans le cas de certains liquides à bulles, il est possible que les molécules de la pellicule (interfaces entre l’eau et l’air) soient chargées électriquement et qu’elles interagissent de manière ionique.
Cette membrane est constituée de molécules possédant des parties hydrophile et hydrophobe. La première partie est attirée par l’eau, tandis que la deuxième est repoussée par l’eau. La tension superficielle est la force qui tend à minimiser la surface du liquide en question. Les molécules qui sont à la surface du liquide sont soumises à des forces d’attraction beaucoup plus fortes envers les molécules voisines qu’envers les molécules dans le liquide.
La pression de l’air
Les bulles de savon sont formées de couches de molécules de savon qui emprisonnent une minuscule quantité de gaz, le plus souvent de l’air. Lorsque du liquide vaisselle ou de l’eau savonneuse est mélangé à de l’eau, les tensioactifs présents dans le produit forment des micelles, qui sont de petites sphères de molécules de savon disposées en anneaux. Les micelles se dispersent dans le liquide, formant une solution qui réduit la tension superficielle de l’eau.
Les molécules de savon forment une pellicule mince à la surface de la bulle, qui est maintenue ensemble par les forces capillaires et la tension superficielle. La pression de l’air qui se trouve à l’intérieur d’une bulle est égale à la pression atmosphérique extérieure à la bulle. C’est cette pression qui agit sur la surface de bulle, créant ainsi une force qui permet le maintien de la forme de la bulle.
La loi de Laplace
La loi de Laplace est une loi physique qui explique comment les bulles de savon prennent leur forme sphérique. Les molécules de savon sont des tensioactifs, c’est-à-dire des molécules qui modifient la tension superficielle de l’eau en diminuant l’angle de contact entre l’eau et les parois de la bulle.
A lire également : Qu’est-ce qu’une huile de CBD broad spectrum ?
L’effet lotus observé sur les feuilles de lotus en est un exemple. La rugosité de la feuille est telle que l’eau glisse dessus sans s’étaler, ce qui est un phénomène intéressant pour les matériaux hydrophiles. Ensuite, la composition de la formulation liquide de la bulle peut également jouer un rôle important. Des solvants comme l’hydrogène ou le glycol peuvent influencer la tension superficielle de la solution.
Les tampons et les substrats peuvent aider à stabiliser l’émulsion de la solution. Les protéines, comme celles qui sont dans les crèmes recharge ont également un rôle crucial dans la coalescence des bulles de savon. Les protéines interagissent avec la surface de la bulle, créant une émulsion stable et empêchant la coalescence des bulles.
La maïzena peut aussi être utilisée pour stabiliser les milieux aqueux et les émulsions. Laisser reposer la solution pendant un certain temps avant de la faire souffler à travers une cuillère à café peut aider à éliminer les bulles d’air. Cela peut aussi aider à éliminer les imperfections qui pourraient empêcher la formation d’une bulle sphérique.
Les facteurs physico-chimiques liés à la sphéricité des bulles de savon
Les bulles de savon fascinent depuis toujours petits et grands. Leur forme sphérique est un mystère pour beaucoup. En effet, une bulle de savon est constituée de colloïdes, des particules microscopiques en suspension dans l’eau distillée. Ces colloïdes permettent à la bulle de se former et de prendre sa forme arrondie.
La courbure des bulles de savon est déterminée par la tension de surface de l’eau, qui cherche à minimiser la surface. Les bulles se forment lorsque l’eau est étirée, comme lorsque vous soufflez dans une paille, et la tension de surface de l’eau maintient la bulle en forme sphérique.
Lorsque vous mouillez une bulle de savon, la pellicule d’eau se rompt et la bulle éclate. Les petites bulles de savon sont plus résistantes à l’éclatement que les grosses bulles. Les queues colorées observées sur les bulles de savon sont le résultat de l’interférence de la lumière qui se réfléchit sur la pellicule d’eau.
A lire également :
Les trombones, les ficelles, les feuilles de lotus et les baguettes peuvent être utilisés pour former des bulles de savon insolites. En effet, la formation de mousse de savon peut être influencée par différents facteurs, tels que la longueur d’onde de la lumière, la présence de dioxyde de carbone, les agents tensioactifs et les acides aminés.
Les ions, les forces de tension et les agents mouillants sont également des éléments clés dans la formation de bulles de savon. Les expériences successives ont montré que les détergents, le savon liquide et d’autres solvants peuvent dissoudre les pellicules d’eau et altérer la stabilité des bulles de savon. L’effet lotus est une autre propriété intéressante des bulles de savon. Les feuilles de lotus et d’autres surfaces hydrophobes ont une pellicule d’air piégée à leur surface, ce qui empêche l’eau de s’y mouiller.
Conclusion
Nous pouvons comprendre pourquoi les bulles de savon ont une forme sphérique grâce à la tension de surface, à la loi de Laplace et aux facteurs physico-chimiques. Les tensioactifs anioniques présents dans les produits de nettoyage, tels que le Dawn, permettent la solubilisation des graisses et des huiles, formant des micelles. Le substrat, comme une éponge ou un coquetier permet d’appliquer un film liquide sur la surface. En fin de compte, les bulles de savon sont sphériques, car cette forme permet aux bulles de flotter et de marcher sur l’eau.