IV) METHODES INSTRUMENTALES D'ANALYSE DE L'EAU SUPERCRITIQUE
I) Etudes par spectroscopie micro-onde(4)
C'est une spectroscopie
inventée récemment permettant d'étudier la relaxation diélectrique de divers
fluides jusqu'à de hautes températures et pressions. La relaxation diélectrique est l'une des propriétés fondamentales
qui caractérise l'eau. C'est une
grandeur que l'on mesure à partir du moment dipolaire électrique qui existe
dans chaque molécule.
a) Généralités
Toutes les substances qui
possèdent un moment dipolaire et suffisamment de pression de vapeur peuvent
être étudiées par cette méthode. Mais
il est difficile d'étudier de très grosses molécules, car celles-ci possèdent
une très basse énergie de vibration, ce qui est très fréquent à température
ambiante. Et ceci produit un spectre
micro-onde tellement surchargé, qu'il est quasiment impossible de
l'exploiter. Par ailleurs, les
micro-ondes sont des ondes électromagnétiques de longueurs d'onde comprises
entre 1 m et 1 mm. Enfin, la
spectroscopie micro-onde est basée sur la rotation des molécules.
b) Instrumentation
L'instrumentation de la
spectroscopie micro-onde de l'eau à l'état supercritique est représentée sur le
schéma ci-dessous. Elle est composée
d'une sorte de câble coaxial dans lequel une tige en platine et un tube en
platine sont utilisés comme matériel de conduite et des tubes en quartz comme
matériel d'isolatîon. Le diamètre de la
tige en platine et le diamètre intérieur du tube en platine sont respectivement
de 0,5 et 3 mm pour que la cellule forme une ligne de transmission coaxiale
avec l'impédance caractéristique d'environ 50 ohms. L'eau pure est alors introduite dans la partie du milieu de la
cellule, où les tubes de quartz sont absents.
La longueur de la cellule, élément important pour les calculs qui
suivront, est de 18,5 mm. A une
extrémité de la cellule, un réservoir en platine a été soudé. La partie comprenant l'échantillon est
chauffée par un fourneau dans lequel deux tiges en nichrome ont été enroulées
en zigzag sur un épais tube en cuivre.
Les températures des parties haute et basse du fourneau sont réglées par
des therrnocouples.