Une analyse thermodynamique et spectroscopique de l'énergie de surface des solides divisés

par Vincent Médout-Marère

Thèse de doctorat en Chimie théorique, physique, analytique

Sous la direction de STANISLAS PARTYNA.

Soutenue en 1999

à Montpellier 2 .


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  • Résumé

    La mesure par differentes techniques (angle de contact, calorimetrie d'immersion, calorimetrie a ecoulement de liquides, adsorption de molecules tensioactives) des contributions hydrophiles / hydrophobes de la surface des solides divises montre l'influence determinante de l'energie de surface. Deux approches ont ete developpees dans la litterature et sont couramment utilisees dans l'etude physico-chimique des interfaces, afin d'obtenir ce parametre a partir de mesures d'angle de contact de liquides purs sur des solides. La premiere approche, le modele de van oss, chaudhury et good, utilise une decomposition de l'energie de surface en differentes contributions energetiques. La seconde approche, due a neumann, interprete ces mesures d'angles par une equation d'etat. Nous montrons dans ce travail les contradictions existantes entre ces deux approches, et proposons a partir d'un raisonnement thermodynamique simple un modele plus generalise. Ce nouveau modele nous permet d'obtenir l'energie de surface de solides divises a partir de mesures d'enthalpies d'immersion dans differents liquides purs. L'application de ce modele a une montmorillonite, argile gonflante, a differents taux d'hydratation, montre qu'il est compatible avec une variation de l'aire specifique, ce qui n'etait pas le cas avec les modeles precedents. L'energie de surface est ainsi analysee en terme d'heterogeneite des interactions a l'interface solide. Mais l'energie de surface est fondamentalement heterogene a l'echelle microscopique. L'etude de cette heterogeneite necessite l'usage de nouvelles spectroscopies capables d'analyser la surface en terme d'energies de sites. La mesure des courants de depolarisation thermiquement stimules (tsdc), apparait comme une technique performante. L'interpretation des mesures obtenues sur des argiles est fondee sur la methode d'egalisation des electronegativites. Elle met en evidence une heterogeneite des sites d'adsorption constitues de l'association d'un cation d'echange avec des cavites a base d'atomes d'oxygene. Ces mesures effectuees a differents taux d'hydratation, nous permettent d'etablir un lien quantitatif entre ces energies mesurees par tsdc et des enthalpies d'adsorption mesures par calorimetrie.

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Informations

  • Détails : ix, 206 p
  • Annexes : Notes bibliogr

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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 99.MON-7
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