N° 16. — Radiolyse γ à température ambiante de l'isopropanol liquide désaéré

C.E.N. Saclay, Service de Chimie physique, B.P. n° 2, 91-Gif-sur-Yvette, France

Résumé

Les principaux produits formés à température ambiante dans la radiolyse γ de l’isopropanol liquide sont : l’hydrogène, le méthane, l’acétone, l’acétaldéhyde et le pinacol avec des rendements respectifs, exprimés en molécules/100 eV, de 3,8,1,6, 3,4, 1,1 et 0,3. Le bilan de masse déduit de ces résultats est en bon accord avec la formule brute de l’isopropanol dont le rendement de décomposition est 5,3. L’absence de butane-diol-2,3 montre que l’acétaldéhyde ne peut provenir de la réaction de dismutation des radicaux hydroxyéthyles.

Le modèle de FREEMAN et FAYADH, qui suppose l’existence des grappes, permet d’interpréter les variations du rendement de l’hydrogène dues à l’addition d’intercepteurs d’électrons en milieu neutre et de déterminer le rendement des électrons solvatés ayant diffusé dans le masse de la solution ainsi que des rapports de constantes de vitesse.

Certains effets, non prévisibles selon ce modèle, pourraient résulter de la capture d’électrons, solvatés ou non solvatés, dont le mode de disparition dans l’alcool pur n’est pas déterminé.

On distingue un rendement d’excitation d’au moins 2 dont 80 % entraînent la formation d’hydrogène moléculaire et 20 % celle de méthane moléculaire et un rendement d’ionisation de 2,2. La discussion des divers mécanismes possibles pour la formation des produits montre que la valeur de ces rendements pourrait être plus élevée.

Abstract

The main products formed in the room temperature γ radiolysis of liquid isopropanol, and their respective yields, in molecules/100 cV, are : hydrogen 3.8, methane 1.6, acetone 3.4, acetaldehyde 1.1, and pinacol 0.3. These results give a material balance in good agreement with the formula of isopropanol and lead to a value for the decomposition yield of 5.3. The absence of butanediol 2.3 shows that the acetaldehyde cannot come from the dismutation of hydroxyethyl radicals.

The variations of the hydrogen yield in the neutral medium with the concentration of added electron scavengers may be explained in terms of the model proposed by FREEMAN and FAYADH which supposes the existence of spurs. The yield of solvated electrons diffusing into the bulk of the solution and also the ratios of rate constants for the reactions of the scavengers with the electrons may likewise be obtained on the basis of this model.

Certain effects not foreseen by this model may result from the capture of electrons, solvated or not, whose mode of disappearance in pure alcohol remains unknown.

One may distinguish a yield of excited molecules of at least 2, of which SO % lead to the production of molecular hydrogen and 20 % to that of molecular methane, and an ionization yield of 2.2. The discussion of the various mechanisms which may lead to the formation of the products indicates that these yields may be higher than the values quoted.