Étude par chromatographie gazeuse inverse de l’influence de la température sur l’aire de molécules adsorbées

Institut de chimie des surfaces et interfaces (ICSI-CNRS), 15, rue Jean-Starcky, BP 2478, F-68057, Mulhouse cedex, France.

Résumé

Plusieurs modèles théoriques de calcul des aires des molécules adsorbées ont été proposés et testés expérimentalement à l’aide de la chromatographie gazeuse inverse à dilution infinie et de la technique tensiométrique de l’angle de contact dynamique. Les résultats obtenus confirment l’effet de la température. Les aires a(T) des molécules polaires adsorbées sur du PTFE ont été calculées en fonction de la température T et varient toutes linéairement en fonction de la température :

a(T) = a₀ - Ω T

avec W la pente de la droite a(T) et a₀ l’aire de la sonde extrapolée à 0°C.

Trois classes de molécules adsorbées ont été obtenues :

• 1 -

  molécules faiblement acides de pente Ω [math] comme le tétrachlorure du carbone et le benzène où l’agitation thermique n’a pas une grande influence sur leurs aires.

• 2 -

  molécules fortement acides ou amphotères de pente Ω comprise entre [math] et [math], comme le dichlorométhane, le chloroforme et l’acétate d’éthyle dont les aires décroissent plus rapidement que les précédentes lorsque la température augmente.

• 3 -

  molécules de pente Ω valant environ [math] telles que l’acétone, i’acétonitrile et l’éthanol ayant des aires qui dépendent fortement de la température. Ces trois molécules présentent plutôt un caractère amphotère.

Abstract

Many theoretical models, to calculate the areas of adsorbed molecules, were proposed and experimentally tested by using inverse gas chromatography at infinite dilution and dynamic contact angle technique. The areas a(T) of polar molecules adsorbed on Polytetrafluoroethylene (PTFE) were calcluted as a function of the temperature T and they linearly depend of the temperature :

a(T) = a₀ - Ω T

with Ω the slope of the straight line a(T) and ao the area extrapoled at 0°C.

Three classes of molecules were obtained :

• 1 -

  weakly acidic molecules with a slope verifying [math] like CCI₄ and C₆H₆ where the thermal agitation has an important effect on their areas.

• 2 -

  strongly acidic or amphoteric molecules having a slope Ω comprised between [math] and [math], like dichloromethane, chloroform and ethyl acetate, where their areas rapidly decrease when the temperature increases.

• 3 -

  amphoteric molecules having a slope Ω equal to [math] like acetone, acetonitrile and ethanol where their areas strongly depend on the temperature.