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.