Sur les possibilités d'extraire l'ion hydrogène des solutions électrolytiques

(1)

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Sur les possibilités d’extraire l’ion hydrogène des

solutions électrolytiques

L.-H. Collet

To cite this version:

(2)

697

[1]

CRAWFORD B. L. et DINSMORE J. H. L. - J. Chem.

Phys., I950, 18, 983.

[2]

CRAWFORD B. L. et DINSMORE J. H. L. - J. Chem.

Phys., I950, 18, I682.

[3]

VINCENT J. - J.

Physique Rad.,

I950,

11, I D.

SUR LES

POSSIBILITÉS

D’EXTRAIRE L’ION

HYDROGÈNE

DES SOLUTIONS

ÉLECTROLYTIQUES

Par M. L.-H.

COLLET,

Laboratoire de

_{Physique-Enseignement,}

Sorbonne.

La nature de l’ion

_hydrogene

dans les solutions

électrolytiques

nous est

_inconnue.

Plusieurs

hypo-th6ses ont ete faites a son

_sujet;

M. E. _{Darmois pense}

qu’il

s’agit

d’un

_proton.

Dans un article recent

[I],

M. E. Darmois a rassemblé les diverses considerations

qui

viennent a

_1’appui

de son

_hypothese

et montre que, si celle-ci est

correcte,

il faut n6cessairement attribuer a l’ion H+ dans la solution un 6tat semi-li bre

assez

_comparable

a celui de l’ électron dans le métal.

L’energie

de liaison de l’ion est son

_6nergie

d’hydra-tation ;

pour

H+,

elle serait de 256

kcal,

soit,

pour un

proton,

11 semble que

1’6nergie cinétique

du

proton

dans la solution reste

_{toujours n6gligeable}

devant Eh, Si l’on assimile le

_proton

a _{la molécule d’un gaz}

_parfait,

on a A 25°

_{C, l’énergie}

moyenne aT = 6. 10-14,. Si l’on

admet la théorie de

Sommerfeld,

on trouve _que

1’6nergie cin6tique

du

proton

reste inf6rieure a

N 6tant le nombre de

_particules

libres dans le volume

V;

on aura une limite

_sup6rieure

de En2 en

prenant

le

_proton

«

_encage

» _par

_quatre

moIécules

d’eau

(N

= _I,V = 4 x 25.

JO-24)

et une limite infé-rieure en consid6rant 1’eau pure

(N = 10-7. 6. 1020,

V =

I);

on trouve ainsi 10-21 Em Io-15. Ces

valeurs,

tres

_faibles,

_{s’expliquent}

_{par la}masse élevée de

l’ion H+ et la

grande

dilution du

_milieu;

elles

jus-tifient

l’adoption

de la théorie de Drude-Lorentz.

Eh

repr6sente

donc,

en

_{premiere approximation,}

le

travail

qu’il

faut _{fournir pour extraire le}

_proton

de

la solution. Ce resultat n,e pourra widemment pas

etre atteint par elevation de

_{temperature (oc T 41--}

E It

donne T =

₈₉

oooOK),

mais _nous

envisageons

les

procédés

suivants :

io Le choc

materiel,

obtenu en bombardant la solution avec des

_{particules d’energie}

suffisamment

6lev6e;

a. Dans une

_d6charge

entre la solution et un metal

ext6rieur,

celui-ci 6tant

cathode,

les ions

n6gatifs

-

qui

peuvent

etre des electrons - viennent a la surface du

liquide;

si la chute de

_potentiel

sur celle-ci

est de 30o

V,

un ion 0--

_(cas

de 1’etincelle dans

1’air)

l’atteindra avec une

_6nergie

2 eV =

_g,6.

_10-10=

5oEh.

Nous avons

_explique

ainsi

_{quelques particularités}

de

ces

_{d6charges qui}

mettent

en jeu

les ions H+ de la solution et

_degagent

une

_{grande 6nergie}

a la

cathode;

b. Par des

_particules

libres. Un electron rencontrant

un

_proton

lui

_{communiquera,}

en

_supposant

le choc

élastique, 1’energie

Eh s’il a 6t6 acc6l6r6 par un

potentiel

m

_d6signant

la masse de

1’electron,

M celle du

_proton.

Le calcul donne

_{V =A 5}

oo V et, pour

l’électron,

une

vitesse

_d’impact

voisine de 4o ooo km : s.

N6anmoins,

la

_pression

restant

notable,

il conviendra d’utiliser

un canon a electrons encore

_{plus rapides.}

20

_{L’absorption}

d’un

_rayonnement

de

_longueur

d’onde suffisamment faible telle que

hv--, Eh;

1’6nergie

Eh

correspondant a ),

= I 100 Å :

a. Il sera int6ressant

_d’operer

au

_voisinage

de cette

limite,

dans l’ultraviolet de

Lymann.

Les difficultds semblent devoir etre consid6rables dans

_{l’ atmosphère}

au contact de la solution. L’issue

_pourrait

etre dans

1’emploi

d’une

paroi

limitant la

_{phase liquide,}

assez

peu absorbante pour le

rayonnement

et

_qui

se

lais-serait traverser par les

protons;

il serait alors

possible

d’etudier les

propriétés

des

_particules

6mises dans un

espace

compl6tement

vide;

b. On

_peut

enfin

_prendre

une

_longueur

d’onde

nettement

_plus

_petite

et se

_placer

_{dans le}

rayon-nement _{X moyen.}

_L’aspect

du

_phénomène

sera

diffe-rent,

car le

_proton

libere

_poss6dera

encore une

_grande

6nergie;

l’absorption

d’un

_quantum

X de

0,4 A,

par

exemple,

lui

_communiquera

une vitesse initiale

Nous 6tudions ce

_phenomene;

la encore les difficultés

expérimentales

sont

_grandes

du fait de l’ionisation intense du milieu.

Quelle qu’en

soit

_l’issue,

ces diverses

_experiences

nous

_permettront

de

_pr6ciser

la structure de l’ion

hydrog6ne.

[1]

DARMOIS E. 2014

J. Physique Rad.,

I950,

11, 577.

CHAMBRE D’IONISATION PORTATIVE

A

RÉPONSE

_{LOGARITHMIQUE}

Par M.

BRIÈRE,

A. ROGOZINSKI et J.

_WEILL,

Commissariat à

l’Énergie

atomique,

Fort de

_Châtillon,

_{Fontenay-aux-Roses}

_(Seine).

Le

_principe

de la mesure

_{logarithmique}

de faibles

courants 4 l’aide de diodes

_[1]

a 6t6

_applique

dans la realisation d’une chambre d’ionisation

_portative

de

protection

4