Modélisation de la solubilité des gaz rares He, Ne, Ar, Kr et Xe dans les liquides silicates à 1500°C

par Hasnaa Chennaoui-Aoudjehane

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Albert Jambon.

Soutenue en 1992

à Paris 6 .


  • Résumé

    Nous avons synthetise plusieurs series de verres (28 compositions differentes) a compositions simples ternaires dans le systeme sio#2, al#2o#3, k#2o, na#2o, cao, mgo et tio#2. Ces oxydes representent ceux le plus communement trouves dans les liquides silicates naturels. Ces verres ont ete ensuite equilibres selon trois procedures: un melange de gaz rares he, ne, ar, kr et xe enrichi en ar a 1500c pendant 1 heure et pendant 24 heures ou avec l'air atmospherique. Une ligne d'extraction, purification et analyses des gaz rares par spectrometrie de masse a ete concue et montee au laboratoire. Cette ligne nous a permis l'analyse des gaz he, ne, ar, kr et xe dans tous les liquides (enrichis en gaz rares ou equilibres a l'air). Nous avons egalement analyse 3 echantillons de compositions naturelles: 2 basaltes et 1 obsidienne. Le logarithme neperien de la solubilite si des gaz rares exprimee en mole de gaz/mole de liquide-bar lnsi pour les liquides etudies (enrichis en gaz rares pendant 24 h) se situent dans les domaines: (15. 29 et 12. 69) pour he, (15. 96 et 12. 72) pour ne, (18. 13 et 13. 91) pour ar, -20. 47 et 14. 82) pour kr et (20. 67 et 15. 74) pour xe. Nous remarquons que la solubilite des gaz rares est fonction de leur rayon ionique, elle est regulierement decroissante de l'helium au xenon (avec un leger chevauchement helium-neon). Les resultats des analyses des liquides enrichis en gaz rares pendant 24 heures constituent une base de donnees pour l'elaboration d'un modele de calcul de la solubilite des gaz rares dans les liquides silicates base sur la constante de solubilite de la loi de henry si reliee a la fraction molaire d'oxyde xj par: lnsi=xj. Kj ou kj est une constante de solubilite a calculer pour chaque gaz et chaque oxyde: sio#2, na#2o, k#2o, cao, mgo, al#2o#3 et tio#2. L'application du modele propose a toute notre base de donnees donne un ecart moyen entre la solubilite mesuree et calculee de 2. 46% pour he, 1. 25% pour ne, 2. 66% pour ar, 2. 72% pour kr et 2. 63% pour xe sur une trentaine de valeurs en moyenne pour chaque gaz. Les resultats des memes calculs pour les equilibrations de 1 h ou a l'air sont moins bons: nous interpretons ceci comme le resultat de l'effet cinetique pour certaines compositions (ar, kr et xe essentiellement) ou une sensibilite limitee (echantillons equilibres a l'air). Nous avons recense toutes les donnees publiees dans la litterature sur le sujet pour leur appliquer notre modele. Nous constatons que en general, pour l'helium et le neon nous avons des ecarts dans les limites de l'incertitude analytique avec une probable deviation systematique faible due a la difference de calibration entre laboratoires. Pour l'argon, selon les auteurs, l'ecart est plus ou moins important. Pour le krypton et le xenon, des ecarts significatifs entre valeurs mesurees et valeurs calculees semblent lies a des problemes cinetiques. En conclusion, nous pensons que les solubilites calculees par notre methode sont meilleures que celles mesurees. Il est donc plus interessant d'utiliser un modele de calcul pour s'affranchir des erreurs liees aux problemes analytiques


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  • Détails : 1 vol. (138 p.)
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  • Cote : T PARIS 6 1992 87 (BIS)
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  • Cote : PMC RT P6 1992

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  • Cote : 92 PA06 6087
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