La méthode de fluorescence induite photochimiquement (FIP)

La méthode de fluorescence induite photochimiquement (FIP)

La méthode de fluorescence induite photochimique consiste à irradier un produit non fluorescent pour le convertir en un photoproduit fluorescent. L’irradiation UV-visible entraine la formation de dérivé fluorescent dont les propriétés photochimiques fluorimétriques (temps d’irradiation optimal, λex, λem) dépendent de la structure du composé et de la nature du solvant employé [27]. Nous utiliserons cette méthode pour étudier le diuron. III. Généralités sur les tensioactifs Ce sont les molécules amphiphiles possédant deux parties à savoir: -une tête hydrophile (groupement fonctionnel ionique); -une queue hydrophobe. La méthode de fluorescence induite photochimiquement (FIP) 18 La propriété principale des tensioactifs est de pouvoir s’auto-organiser en microcapsules appelées micelles capables d’enrober d’autres molécules. Cette propriété est d’habitude observée au-delà d’une concentration de monomère dite concentration micellaire critique (CMC). On distingue des tensioactifs anioniques à charge négative, des tensioactifs cationiques à charge positive, des tensioactifs non ioniques et des tensioactifs zwittérioniques [28, 29]. III.1. Phénomène de micellisation Les micelles sont des structures nanoscopiques constituées par l’association de quelques dizaines de molécules dites amphiphiles. Elles se forment au dessus d’une certaine concentration appelée concentration micellaire critique dans les solutions aqueuses [30]. En dessous de la CMC, le monomère forme une couche en surface du liquide et le reste est dispersé dans la solution. Lorsqu’on augmente la quantité de tensioactif, sa concentration augmente de manière proportionnelle jusqu’à atteindre une valeur critique: la CMC. A partir de cette dernière les monomères s’assemblent en micelles de forme sphérique et dont la taille varie entre 1 et 3 nm.

Détermination de la CMC

Il est souvent utile de connaître la valeur de la CMC pour un tensioactif donné et dans des conditions déterminées. De nombreuses propriétés des solutions micellaires changent de manière brutale à la CMC et cela est une raison suffisante pour chercher les causes. En effet des grandeurs comme la tension de surface, la conductivité électrique (pour un tensioactif ionique), la pression osmotique, la diffusion de la lumière peuvent être mesurées en fonction de la quantité de tensioactif ajouté et varient de façon différente avant et après la CMC [30]. Suivant la grandeur mesurée et la définition retenue, la CMC obtenue varie dans une plage restreinte dans un milieu donné [31]. La CMC est 19 donc la concentration totale en tensioactif pour laquelle un nombre constant et petite de molécules de surfactant sont sous une forme agrégée. Selon la géométrie des molécules de surfactant et leur environnement, il peut y avoir une deuxième et une troisième concentration critique. A la CMC 2 l’agrégation se fait sous forme de cylindres allongés et à la CMC 3, ces derniers s’empilent pour former des lamelles. [30, 32]. La valeur de la concentration micellaire critique (CMC) dans un milieu donné dépend notamment des paramètres physicochimiques (T, pH, etc.) et de facteurs géométriques, comme le rapport entre la surface des têtes polaires des molécules de tensioactif et de la longueur des queues hydrophobes.

Les Paramètres influençant la concentration micellaire critique

Parmi ces différents paramètres ont peut citer: la longueur de la chaine alkyle, la tête polaire, la température et l’effet de sel.

Longueur de chaîne

A même tête polaire et dans les mêmes conditions, un tensioactif avec une plus grande chaîne alkyle (queue hydrophobe) aura une CMC plus faible [33]

Influence de la tête hydrophile

En général, la CMC des tensioactifs ioniques est plus grande que celles des tensioactifs neutres [34]. 

Point de Krafft et température de trouble

Les tensioactifs ioniques présentent un « point de Krafft »: la CMC augmente avec la température mais si cette dernière est trop basse le tensioactif ne forme plus de micelles, même au-dessus d’une concentration critique (CMC). Il n’y a pas de micelles et le tensioactif est sous forme précipitée (cristaux) lorsqu’on est 20 en dessous d’une température critique. Il s’agit de la température de Krafft, qui peut être proche de la température ambiante [35, 36]. Pour les tensioactifs non ioniques il existe un point trouble caractérisé par un phénomène de démixtion à température trop importante [37].