Nouveau montage d’étude des réactions d’oxydation à pression d’oxygène constante

Laboratoire d'Énergétique Électrochimique, LA 265, BP 44 Domaine Universitaire, 38401 Saint-Martin-d'Hères., France.

Résumé

Une pompe et une jauge électrochimique à oxygène ont été associées par l’intermédiaire d’un régulateur PID. Cet ensemble de régulation a été utilisé pour maintenir une pression d’oxygène constante dans une enceinte de travail. L’effficacité du système a été vérifiée pour des pressions comprises entre 10^-4 et 10³ Torr. Pour des pressions supérieures à 10^-3 Torr il obéit aux lois simples traditionnelles. La stabilité de la pression est de 0,5 %. Les quantités d’oxygène injectées ou extraites de l'enceinte de travail sont mesurées sous forme d’un courant électrique et sont par suite déterminées avec une grande sensibilité et précision.

Des résultats obtenus avec cet ensemble et concernant l’adsorption de l'oxygène sur une zéolite 13 X et une solution solide à base de zircone sont présentés.

Abstract

High temperature electrochemical cells based on stabilized zirconia can be used as oxygen gauges and oxygen pumps. The gauges generate a voltage and the pumps are dependent upon an electric current. Consequently these devices can be coupled in feed-back control units. Such a unit was used to control the oxygen pressure in an experimental vessel. The pressure could be kept constant within 0,5 % in the 10^-4- 10³ Torr range. The Faraday-law test previously developped l'or streaming gas was extended to static atmospheres confined in an experimental vessel. Above 10^-3 Torr the theoretical laws were obeyed. Below this pressure, non-linear effects are observed due to oxygen adsorption on the walls of the container.

The quantities of oxygen injected or extracted from the experimental vessel are measured by electrical variables and therefore can be determined with great sensitivity and accuracy. The unit can be used for the determination of small amounts of oxygen involved in chemical reactions and the determination of the relevant kinetic parameters.

Results are presented for the adsorption of oxygen on 13 X zeolite and on a stabilized zirconia.