Étude, par spectroscopie de luminescence, de l’état de dispersion du benzène dans le cyclohexane et dans des hydrocarbures paraffiniques linéaires, à 77 °K

Laboratoire de Chimie Physique, Faculté des Sciences, 91-Orsay, France.

Résumé

Les spectres de luminescence du benzène (dopé au toluène) en solution dans des hydrocarbures paraffiniques linéaires et dans le cyclohexane sont étudiés en fonction de la concentration du soluté et de l’histoire thermique des échantillons. Des considérations sur : a) la structure des spectres et la largeur des bandes ; b) les intensités relatives des émissions de fluorescence du benzène et du toluène, et c) la présence ou l’absence de l’émission de phosphorescence du benzène, permettent de conclure que, à 77 °K,

1) le benzène dans les hydrocarbures paraffiniques linéaires reste sous la forme d’agglomérats cristallins jusqu’à des concentrations de l’ordre de 10^–2 M; pour des concentrations égales ou inférieures à 5.10^–3 M, il est dispersé dans la matrice dans des sites interstitiels,

2) en solution dans le cyclohexane à 77 °K, le benzène, à la concentration de 5 M, est déjà partiellement dispersé dans la matrice; à 5.10^–1 M, il est complètement dispersé dans des sites de substitution et il le reste jusqu’à la limite inférieure de concentration dans nos expériences (c ~ 10^–6 M).

Abstract

The luminescence spectra of benzene (doped with toluene) in solution in linear paraffin hydrocarbons and in cyclohexane were studied as a function of solute concentration and thermal history of the samples. From considerations on : a) the spectral structure and band width; b) the relative intensities of fluorescence emission of benzene and toluene; c) the presence or absence of benzene phosphorescence emission, conclusions were drawn as follows :

1) at 77 °K, benzene in linear paraffin hydrocarbons remains in cristalline aggregate form down to concentrations of the order of 5.10^–2 M ; for concentrations less or equal to 5.10^–3 M, benzene is dispersed in the matrix in interstitial sites,

2) in cyclohexane solution at 77 °K, benzene is already partially dispersed in the matrix at 5 M ; it is completely dispersed in substitution sites at concentrations between 5.10^–1 M and that of the lowest limit of our experiments, ~ 10^–6 M.