La réaction d’échange hydrogène-deutérium

II. — Proposition d’un mécanisme pour l’initiation hétérogène des réactions en phase gazeuse

(Centre de Recherches sur la Chimie de la Combustion et des Hautes Températures, CNRS, 45045 Orléans-Cedex), France.

Résumé

L'analyse des grandeurs expérimentales associées à la partie évolutive (préstationnaire) de la vitesse de formation de l’hydrogène deutérié au cours du processus d’échange hydrogène-deutérium nécessite de prendre en considération les variations simultanées des concentrations des trois espèces actives que le mécanisme fait intervenir : porteurs de chaînes H et D. ainsi que sites d’adsorption de l’un des réactifs initiaux sur les parois de silice de l’enceinte réactionnelle.

On montre que le processus d’initiation d’une réaction radicalaire en phase gazeuse peut être identifié à un mécanisme en chaîne linéaire hétérogène, dont l’évolution conditionne celle de la réaction en chaîne homogène qui en procède.

Abstract

Investigation of experimental data related to evolution period exhibited by H₂ — D₂ exchange process requires to take into account the variation against time of every atomic species — adsorbed or not — implied in the reaction mechanism.

The formation of first chain carriers involves :

• —

  chemisorption of either gaseous reactant on the surface active centres (Σ), e.g. :

  [math]

• —

  consecutive generation of atomic species through hetero-homogeneous transfer between chemisorbed species (ΣH) and gaseous molecules :

[math]

Therefore, it can be shown that the heterogeneous initiation process of a gas phase reaction identifies to a chain linear mechanism. Such an heterogeneous sequence conditions the further proceeding of the homogeneous chain reaction; both evolutions being kinetically connected.

Rate constant of hydrogen adsorption on silica glass :

[math]

has been evaluated.