Mesure de l’effet isotopique d’équilibre lors de l’absorption d’hydrogène sur alliage palladium-platine dispersé sur support

¹ Service des Isotopes Stables, Section de Chimie des Isotopes, France.
² Service d’Études sur la Séparation des Isotopes de l'Uranium, France.

Résumé

On a mesuré le facteur de séparation protonium-deutérium lors de l’absorption équilibrée d’hydrogène sous pression atmosphérique par un alliage homogène palladium-platine dans le rapport atomique 9/1, dispersé sur support corindon. Une telle masse absorbante a pu être obtenue par simple réduction in situ d’un mélange des deux chlorures. La formation de l’alliage homogène a été mise en évidence par examen aux rayons X et par tracé des isothermes de solubilité de l’hydrogène.

Les équilibres des différentes espèces isotopiques eu phase gazeuse ou entre phases gazeuses et absorbées sont pris en considération :

(1) [math]

(2) [math]

(3) [math]

(4) [math]

(5) [math]

(6) [math]

ou l’on désigne par K les constantes des équilibres considérés de gauche à droite et par a le facteur de séparation α = (D/H)_gaz/(D/H)_soln

Nos mesures relatives à la réaction (1) donnent [math]. A l’aide de ces valeurs et des valeurs connues de K₄, on a calculé [math], en accord satisfaisant avec nos mesures expérimentales de K₂. La connaissance de K₁ et K₂ permet de calculer la constante d’équilibre K₃, difficilement accessible à l’expérience directe. Les valeurs obtenues [math], sont en bon accord avec celles calculées à partir des isothermes de sorption de H2 et D2 purs (réactions 5 et 6).

Abstract

The isotopic equilibrium factor α = (D/H)_gas/(D/H)s_oln has been measured between hydrogen gas at atmospheric pressure and hydrogen dissolved in a homogeneous 10 mole per cent platinum-palladium alloy, dispersed ou porous sintered α alumina.

The absorbant material was obtained by reduction of a mixture of both metal chlorides deposited on the alumina carrier. X-Ray examination and hydrogen sorption isotherms showed that platinum and palladium were present on the carrier as a homogeneous alloy.

The following equilibria are considered :

(1) [math]

(2) [math]

(3) [math]

(4) [math]

(5) [math]

(6) [math]

The K's represent the constants of these equilibria; α₁ and α₂ represent the isotopic separation factors.

Our results for the reaction (1) lead the relationship : [math].

The latter, together with the known values of K₄, allow the calculation of [math], insatisfactory agreement with values obtained in our experimental measurements of K₂. In turn, the knowlege of K₁ and K₂ allows the calculation of the constant K₃, which is difficult to obtain by a purely experimental method. The relationship [math], fits well with that derived from the known sorption isoterms of pure H₂ or pure D₂ [equilibrium (3) = equilibrium (5) — equilibrium (6)].