Interactions soluté-solvant : relaxation nucléaire de solutions de monoxyde d’azote dans des solvants perfluores

Laboratoire de Chimie Physique Organique, ER A CNRS 222, Université de Nancy I, Faculté des Sciences, B.P. 239 54506 Vandœuvre Les Nancy Cedex, France.

Résumé

La relaxation paramagnétique induite par la présence d’un soluté gazeux, le monoxyde d’azote, est mesurée dans un certain nombre de solvants perfluorés. La comparaison avec les résultats d’une étude précédente de solutions oxygénées de ces solvants confirme l’existence des différentes classes de solvants, sur la base de la taille des cavités existant en leur sein. La perturbation paramagnétique apportée aux noyaux du solvant est plus faible avec NO. Par contre, les variations relatives obtenues d’un solvant à l’autre sont amplifiées. Une interprétation vraisemblable est l’intervention de la vitesse de réorientation du soluté sensible à la taille des cavités, en raison du caractère non permanent du moment paramagnétique de la molécule NO.

Abstract

Nuclear relaxation times are measured in paramagnetic solutions of nitric oxide in various perfluorocarbons. Our results confirm the necessity for considering three classes of solvents, as shown in a previous study of oxygen solutions: aliphatic, cyclic and aromatic solvents (C₇F₁₆, C₆F₁₁CF₃, CF₃[math], CF₃[math], C₆F₆ and C₆H₆. The paramagnetic relaxation rates induced by NO molecules are found to be much smaller than expected on the basis of their static magnetic susceptibility (as compared to that of O₂ molecules). This is due to a strong coupling of electronic spin and angular momentum along the line joining the nuclei, themselves coupled to the rotational momentum of the molecule, thus resulting in a considerable reduction of the effective paramagnetic moment of NO molecules. Moreover the reduction is dependent on the reorientation rate of NO molecules and is expected to be larger in aliphatic than in aromatic fluorocarbons due to the presence of larger cavities in the former solvents. Effectively, the magnitude of paramagnetic relaxation rates, although very small, is quite dependent upon the solvent considered, in the expected sequence (aliphatic < cyclic < aromatic).