Diffusion et recombinaison hétérogène simultanées des atomes d’hydrogène dans un réacteur en écoulement entre 50 et 760 torr

Département de Genie Chimique, ENSIC, Institut National Polytechnique de Nancy, 1, rue Grandville, 54000-Nancy, France.

Résumé

Une très faible concentration en atonies d’hydrogène est créée par l'effluve électrique au sein d’un courant d’hydrogène s’écoulant en régime permanent dans un réacteur cylindrique sous des pressions variant de 50 à 760 torr. Nous étudions simultanément les variations de la diffusion D (H., H₂) et du rendement de recombinaison γ(Η.) sur divers matériaux tapissant le réacteur sous des températures comprises entre 278 et 333 °K. Les résultats sont compatibles avec ceux issus de travaux réalisés dans des conditions expérimentales très différentes. Les valeurs de D en particulier sont en bon accord avec de récentes mesures sur la viscosité de mélanges H., H₂.

Entre 278 et 333 °K on obtient :

γ = 4,5.10^-2 exp (— 2 470/RT) sur le « Pyrex » et D_H.H2 = 1,247.10_-4 T^1,72 cm₂/s.

Nous montrons qu’il est particulièrement difficile de déterminer avec précision les paramètres d’un potentiel d’interaction à partir des seules mesures des propriétés de transport. Nos résultats sont néanmoins compatibles avec les paramètres de Lennard-.Jones 12-6 :

σ_H.H2, = 2,44 À et ε_H.H2/k = 71 °K.

Abstract

A very low concentration of hydrogen atoms is produced by an electrical discharge in a stream of hydrogen flowing in a cylindrical reactor under steady state conditions and under pressures varying from 50 to 760 torr. The values of the diffu- sivity D (H., H₂) and of the recombination coefficient γ(Η.) corresponding to different coatings of the reactor’s wall have been measured between 278 and 333 °K. The results agree with those of other determinations. In particular the diffu- sivity values are in good agreement with recent measurements of the viscosity of H. H₂ mixtures.

Between 278 and 333 °K one obtains:

γ = 4,5.10^-2 exp (— 2 470/RT) on « Pyrex » and D_H.H2 = 1,247.10^-4 T^1,72 cm²/s

It is shown that an accurate determination of the parameters of an interaction potential from the only measurement of transport properties is particularly difficult. However our results are well accounted for by the following 12-6 Lennard- Jones parameters :

σ_H.H2, = 2,44 A and ε_Η.Η2/k = 71 °K.