Absorption infrarouge de N2 et O2 induite par les forces intermoléculaires

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Submitted on 1 Jan 1953

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Absorption infrarouge de N2 et O2 induite par les forces

intermoléculaires

R. Coulon, B. Oksengorn, St. Robin, B. Vodar

To cite this version:

69

ABSORPTION INFRAROUGE DE N2 ET O2

INDUITE PAR LES FORCES

INTERMOLÉCULAIRES

Par MM. R.

_COULON,

B. OKSENGORN,

St. ROBIN et B.

_VODAR,

Laboratoire des Hautes Pressions

(Bellevue).

Des bandes de rotation-vibration

correspondant

à des transitions normalement interdites ont été récemment observées dans

_{l’infrarouge}

avec

_H2,

N2, 02

et

_{CO2 comprimés.}

Dans le cas de

_O2

et

_N3,

les

bandes fondamentales sont situées

respectivement

aux environs de 1556 et 2331 cm-’

_[1].

Ces bandes fondamentales n’ont pas été étudiées

jusqu’ici

à

des

_pressions

élevées

_probablement

à cause des

difficultés dues à la faible résistance

_mécanique

des fenêtres

transparentes

dans cette

_{région spectrale.}

Un

_{appareillage déjà}

décrit

_[2]

a _{pu être}

_adapté

sur le

_{spectromètre}

Perkin-Elmer. La bombe

_quelque

peu modifiée pour

augmenter

l’ouverture utile du

faisceau lumineux était munie de fenêtres de fluorine

de 7

mm

_{d’épaisseur posées (avec}

contact

optique)

sur des embases en acier

_portant

une ouverture de

_7,5

mm de-diamètre contre la fenêtre. Ces fenêtres

peuvent

résister à des

_{pressions répétées}

_{de 900}

atm,

mais ont

_cependant

une durée de vie limitée

qui

peut

être considérablement

_augmentée

en réduisant

l’ouverture utile de l’embase.

_{L’épaisseur}

de la couche absorbante état de 20 mm environ. L’azote utilisé

renfermait seulement o,0004 pour 100

_d’02

et

l’oxygène

27 mg d’eau au mètre cube

_{(cette quantité}

est d’un ordre de

_{grandeur - suffisamment}

faible pour ne _pas

_gêner

les mesures

_[3]).

La

_figure

_{1 représente}

le

_profil

de la bande 2 331 cm-1

de

_N2

obtenu en

protant

le

rapport d2

du coemcient

d’absorption

au carré de la densité en

_{amagats (1)}

en fonction du nombre d’ondes. Ce

_profil

reste le

même sur tout l’intervalle de nos mesures

_(de

200

à ₉₀₀

_kg/cm2.)

Le coefficient

_{d’absorption intégré}

est de 1,2. 1 o-1 _{cm-1 par}

_amagat2,

valeur très voi-sine de celle trouvée à basse

_{pression [1].}

La courbe 1

(fig. 2)

montre que la

proportionnalité

de

_{êm à d2}

se conserve très bien aux fortes densités.

Avec

O2,

cette

_{proportionnalité}

n’est

_plus

vérifiée

comme le montre la courbe 2

_{(fig. 2);}

"

moins vite que d2 2

(la courbe

3

_{( fig. 2)}

est

_{l’extrapolation}

de la droite observée

jusqu’à

5o atm

_[5]).

Un tel effet

ne

_peut

_{pas être attribué à} une

_impureté.

Comme

il ne se

_produit

_pas avec

_N2

ni

_H2

[1]

à des

pressions

égales,

il est

_{peut-être possible}

_{de, le}

relier à la formation de molécules 04 au sein du _gaz

_comprimé

_(2).

La

présence

de molécules

04

en nombre croissant avec

la

_pression

_pourrait

en _{effet provoquer des}

pertui’-bations

_importantes

du

phénomène

de

_production

de ces bandes

infrarouges

que l’on

peut

attribuer à

(’) Les densités ont été déduites des travaux de H. M. Wou-ters _{(Thèse Amsterdam, 1941)} pour N3 et de E. H. _Amagat

(Ann. Chim. _{Phys., 1893,}

29,

68) pour O2.

(2) Le nombre de molécules 02 polymérisées en _{0, pourrait}

atteindre l’ordre de grandeur de 25 pour 100 du nombre

total pour des pressions voisines de iooo atm _[4].

des distorsions moléculaires induites durant les chocs

binaires

_[6].

On

_peut

_{penser d’autre}

_part

à la dimi-nution du nombre relatif de molécules

_02,

mais leffet observé est si

_important

_{que cette}

_explication

est peu

probable [comparer

les courbes 3 et 2

_{(fig. 2)].}

Des mesures en fonction de la

_température

permet-tront de

_préciser

le mécanisme

_qui

est en*

_jeu.

Fig. 1.

Fig. 2.

[1] WELSH H. L., CRAWFORD M. C., MAC DONALD J. C. F. et CHISHOLM D. A. 2014

Phys. Rev., 1951, 83, 1264. [2] ROBIN S. -

Thèse, Paris, 1951; J. Chim. Phys., 1952,

49, 1.

[3] HETTNER G. - Ann.

Physik, 1918, 55, 476. [4] HERMAN L. 2014

Thèse, Paris, 1939; Ann. _Physique, 1939,

11, 548.

[5]

CRAWFORD M. F., WELSH H. L. et LOCKE J. L. -

Phys.

Rev., 1949, 75, 1607.

[6] VAN KRANENDONK J. et BIRD R. B. -

Physica, 1951,

17, 953.

Manuscrit reçu le 1 er décembre _1952.