Instabilités interraciales liées à des réactions chimiques : un mécanisme réactionnel fonde sur une étude expérimentale

Laboratoire de Chimie Physique (L.A. 176) de l’Université Pierre et Marie Curie, 11, rue Pierre et Marie Curie, 75231 Paris, Cedex 05, France.

Résumé

On étudie des instabilités hydrodynamiques qui apparaissent entre deux phases liquides non miscibles dont les concentrations sont hors de l’équilibre. On propose un mécanisme, fondé sur l’étude expérimentale de l’évolution de la tension interfaciale avec le temps qui permet d’interpréter le phénomène observé. Il met en jeu une compétition entre des processus de diffusion, d’adsorption — désorption et une réaction chimique.

Abstract

Hydrodynamical instabilities can be observed between two non miscible phases. A system made from an alkyltrimethylammonium chloride dissolved in water and picric acid dissolved in nitrobenzene can be instable provided that the concentrations of the compounds be chosen in a given range.

The study of the interfacial tension allows to “measure” the movement. The relaxation type oscillations obtained show a progressive increase of the interfacial tension followed by an abrupt decrease of this parameter. The first part of the curve was found to be ruled by the diffusion process and the second part by an adsorption desorption of H⁺ ions crossing the interface. The instability is observed provided that a chemical reaction occuring in the bulk in the vicinity of the interface be coupled with an interfacial transfer which involves diffusion and adsorption — desorption processes.

On the basis of the experimental observations a mechanism is proposed which can account for the phenomenon.