Etude cinétique de la réaction des atomes d'hydrogène avec l'isobutane à 295 ± 1 K

Laboratoire de Cinétique et Chimie de la Combustion, UA CNRS 876, Université des Sciences et Techniques de Lille Flandres-Artois, 59655 Villeneuve-d'Ascq Cedex, France

Résumé

La réaction des atomes d'hydrogène avec l'isobutane a été étudiée à 295 ± 1 K dans des conditions du pseudo-premier ordre par la technique du réacteur tubulaire à écoulement rapide et à décharge micro-onde couplée à un spectromètre de masse. La constante de vitesse de l'étape initiale H + i-C₄H₁₀ [math] H₂ + t-C₄H₉ + t-C₄H₉, est évaluée à (8,4 ± 2,4).10^-15 cm³/molécules. Pour rendre compte des faits experimentaux, un mécanisme réactionnel à 23 étapes est proposé et discuté. Un bon accord est obtenu entre les courbes calculées et expérimentales de H, i-C₄H₁₀, i-C₄H₈ et CH₄.

Abstract

The reaction of hydrogen atoms with isobutane has been investigated at 295 ± 1 K under pseudo-first order conditions by means of the discharge-flow tube technique coupled to a mass spectrometer. In the case where H₀ >> [i-C₄H₁₀]₀, the study of the consumption of isobutane as a function of time leads to the direct determination of the rate constant of the initial step H + i-C₄H₁₀ [math] H2 + t-C₄H₉. An average value of (8,4 ± 2,4).10^-15 cm₃/molecules is obtained. In the case where [i-C₄H₁₀]₀ >> [H]₀ the rate constant determined by monitoring the total rate of removal of hydrogen atoms has a value higher to the previous one, due to the secondary reactions of hydrogen atoms. To interpret these results, a mechanism including 23 elementary steps is proposed and discussed. A good agreement is obtained between the calculated and experimental temporal profiles of H, i-C₄H₁₀, i-C₄H₈ and CH₄.