Réactivité du carbone vis-à-vis de l’hydrogène atomique

I. — Étude expérimentale de la vitesse de recombinaison des atomes d’hydrogène sur le carbone

« Adsorption et Réaction de Gaz sur Solides » Équipe associée au CNRS n° 368, ENS d’Électrochimie et d’Électrométallurgie, Domaine Universitaire, BP 44, 38401 Saint-Martin-d’Hères, France.

Résumé

La vitesse de recombinaison, sur la surface d’un filament de carbone, de l’hydrogène atomique en fonction de sa concentration et de la température a été étudiée par la méthode de la sonde calorimétrique mobile. Cette vitesse présente, en régime stationnaire, un net maximum en fonction de la température. Entre la température ambiante et des températures légèrement inférieures à celle du maximum, la vitesse est d’ordre un par rapport à la concentration atomique et est indépendante de la pression d’hydrogène moléculaire. Au-delà de la température du maximum les phénomènes sont plus complexes. La température correspondant à ce maximum évolue irréversiblement vers les hautes températures en fonction du degré de corrosion de l’échantillon. Entre l’instant où une certaine concentration atomique est fixée au voisinage de l’échantillon et le moment où la vitesse de recombinaison stationnaire est obtenue, des variations transitoires de la vitesse sont observées dont l’allure dépend du domaine de température et de pression étudiée.

Abstract

The kinetics of hydrogen atom recombination on the surface of a carbon filament have been studied by mean of a movable catalytic probe technique. The steady state rate goes through a maximum value with increasing temperature. Between room temperature and the temperature at which the maximum rate appears, the rate is first order towards atomic concentration and is independent of the pressure of molecular hydrogen. At higher temperatures the kinetics are more complex. The temperature corresponding to the maximum value of the rate increases with the etching of the surface by methane formation. Between the moment when the atom concentration is set near the carbon surface and the moment when the steady state rate is obtained, some transient variations of the rate are observed. The shape of these variations depends on the working temperature and pressure.