Application de la luminescence à l’étude des changements de structure moléculaire, avec la température, de l’éthanol vitreux ou surfondu

Laboratoire de Thermodynamique et Physique moléculaire, Institut Universitaire de Recherche scientifique, Université de Pau et des Pays de l' Adour, B.P. 290, 64016 Pau., France.

Résumé

Lorsqu’on élève de 80 à 150 K la température de l’éthanol d’abord vitreux, puis surfondu, des changements de structure à courte distance se produisent dans le domaine de la transition vitreuse (90, 100 K) et dans celui de la nucléation (110, 130 K). Ils peuvent être décelés et précisés à partir de l’étude de la luminescence d’un colorant (ici la fluorescéine) ou d’un carbure aromatique (ici le phénanthrène d10) dissous dans l’éthanol.

Dans le cas de solutions étendues de fluorescéine (10^-6 g/cm³), les mouvements libérés des molécules d’éthanol se traduisent par une dépolarisation de la fluorescence directe (S* → S). Dans le cas de solutions concentrées (10^-2 ML^-1) de phénanthrène d10, ces mouvements entraînent des « flambées » d’intensité de la fluorescence retardée, qui résulte de l’annihilation de l’énergie électronique de deux molécules de soluté dans l’état triplet de plus basse énergie.

Abstract

As we raise from 80 to 150 K the temperature of ethanol, first at glassy state, then supercooled, it is noticed changes of the short distance structure in the field of the glass transformation (90, 100 K) and of the nucléation (110, 130 K). They can be detected and precised from the study of the luminescence of a dyestuff (fluorescein) or from aromatic carbide (phenanthren) dissolved in ethanol.

In the case of diluted solutions of fluorescein (10^-6 g/cm³), the movements of ethanol molecules give a depolarisation of direct fluorescence (S* → S). In the case of concentrated solutions of phenanthren d 10 (10^-2ML^-1), these, movements increase the intensity of the retarded fluorescence, which comes from the annihilation of the electronic energy of two molecules of solute in the lowest triplet state.