Matière eau


L'eau pour coller la matière

Comment transformer une poignée de sable sec en un pâté de sable ? La réponse est simple : en ajoutant de l’eau ! Le sable sec n’a pas de cohésion. En revanche, le sable humide « colle » grâce à l’eau qu’il contient.

 

En effet, l’eau est fortement attirée par les grains de sable, composés de quartz dont la surface, chargée de groupes hydroxiles (-OH), est très hydrophile. Ainsi, l’eau a la capacité de former des  ponts entre les grains. Ces ponts sont dits « capillaires ». Ils résultent de la tension superficielle de l’eau. Ils fonctionnent comme des ressorts car l’eau cherche à minimiser sa surface contact avec l’air. Si on éloigne les grains, la surface de contact entre eau et air s’accroit, et par conséquent le système tente de rapprocher les deux grains pour revenir à un état plus stable d'un point de vue énergétique. Si l’on multiplie le nombre de grains, on multiplie le nombre de ponts capillaires, et c’est ce qui permet d’expliquer la cohésion d’un pâté de sable. Evidemment, l’ajout d’eau doit être modéré. Le sable doit être humide, car gorgé d’eau, il ne colle plus. En effet, si le système est saturé d’eau, il n’y a plus d’interface eau/air et la tension capillaire disparaît.

Une goutte d’eau placée entre deux billes forme un pont capillaire. Si l’on éloigne légèrement les deux billes, elles tendent à se rapprocher : l’eau agit comme un ressort.

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