XI. — Adsorption

Afin de chercher à mettre en évidence l’action possible du rayonnement sur l’adsorption des ions, j'ai effectué d'abord quelques expériences de cataphorèse en produisant de l’osmose électrique à travers un faisceau de tubes capillaires éclairés latéralement par un faisceau lumineux : les résultats furent négatifs.

J'ai pensé alors qu'il pourrait être possible d'étudier cette action en utilisant des suspensions. Le choix de la suspension devait être guidé :

14 Par sa stabilité ;

20 Par l'absorption de la matière constituant le grain à l'égard des radiations du spectre visible.

Pour ces deux raisons, les suspensions adoptées furent le mastic et la gomme-gutte. Elles sont, en effet, toutes deux constituées par une suspension de billes de diamètre invariable ; en outre, les substances qui les constituent absorbent surtout les radiations rouges et les radiations bleues.

27. Spectrophotométrie de la gomme-quite et du mastice. — La gomme-gutte et le mastic se prêtent facilement à l'étude spectrophotométrique. Elles donnent avec les solvants (alcool, acétone, ) des dissolutions concentrées dont la coloration est très nette. En outre à l'état solide, elles présentent la transparence d’un verre, Les granules de mastic différent cependant légèrement de ceux de gomme-gutte ; les premiers sont assez peu résistants, et s’écrasent par pression

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sous la lamelle du couvre-objet tandis que les seconds se comportent comme de véritables billes de verre et se fragmentent en morceaux quand on leur fait subir la même opéra-

tion.

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On peut obtenir des lamelles solides et transparentes de ces deux substances, en laissant évaporer à l’étuve dans une cuve dont le fond est constitué par une paroi optiquement plane des solutions concentrées de gomme-gutte ou de mastic dans l'alcool ou dans l'acétone ; pour la gomme-gutte on peut encore arriver au même résultat en laissant refroidir sur une lamelle de verre un peu de cette substance étalée par chauffage.

J'ai étudié au spectrophotomètre l'absorption de la gommegutte et du mastic. Les mesures d'absorption ont été effectuées pour diverses dissolutions de ces substances et pour des lamelles solides obtenues comme il vient d'être indiqué.

Les résultats sont les suivants : les radiations voisines du jaune sont moins absorbées que les radiations correspondant aux extrémités du spectre visible ; en outre la longueur d'onde correspondant à ce minimum d'absorption, aux erreurs d'expérience près, semble être indépendante de l'état

sous lequel la substance est examinée.

Fig. 10.

Les courbes de la figure 15 traduisent ces résultats pour la gomme gutte.

Les courbes des coefficients de transmission des dissolutious dans l'alcool et l’acétone sont tout à fait semblables ; celle de la gomme-gutte à l'état solide à une allure légèrement différente, néanmoins elle présente comme ces dernières un maximum ; en outre la longueur d'onde correspondant aux trois maximum est vraisemblablement la même et voisine de 0,600 y. |

Ces observations permettent donc de penser que les grains d’une suspension de gomme-gutte ne doivent pas au point

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de vue de l’absorption de la lumière se comporter différemment, naturellement, il est entendu qu’il doit être fait abstraction dans ce cas de la perte de lumière due aux phénomènes optiques : diffraction, réflexion, diffusion, que présentent les grains de toute suspension.

L'étude spectrophotométrique du mastic conduit à des résultats analogues. Les courbes de la figure 16 manifestent aussi pour cette substance l'existence d’un minimum d’absorption pour des radiations voisines des radiations jaunes ; ce minimum doit être vraisemblablement voisin de 0,600 y mais il est moins facile d'en définir la position que dans le cas de la gomme-gutte.

>8. Etablissement de l'équilibre. — Je me suis ensuite assuré que le phénomène de fixation des ions ne se produisait pas instantanément.

Les équilibres d'adsorption ne sont jamais instantanés. Schmidt (1) qui a effectué un grand nombre de recherches sur les phénomènes d'adsorption a observé dans certains cas des régimes qui pour des corps poreux pouvaient avoir un temps d'établissement variant de quelques minutes à 196 heures. Lagergren (?) a représenté l'établissement de l'équilibre d’adsorption en fonction du temps par une relation exponentielle.

On retrouve le même phénomène quand on cherche à étudier l’adsorption des ions sur des grains de mastic ou de gomme-œutte. Si on introduit des électrolytes dans le liquide intergranulaire, l'atmosphère ionique du grain est modifiée etl’intensité de cette action dépend essentiellement de la concentration et de la valence du cathion (car le mastie et la gomme-œutte constituent des suspensions négatives). Les

ions H qui sont monovalents sont beaucoup plus actifs que

(*) Scnminr. Zeit. f. Phy. Chem.,t. LXXIV, p. 689, 1910. () LAGERGREN. Bigh. €. K. Svenska. A, K, Hand., 24 2, n9$ 4 et 5 (1899).

les autres, ils ont une activité qui est comprise entre les ions bivalents et les ions trivalents. Les règles de l’électrisation d’adsorption ont été formulées par M. J. Perrin (1). Si la quantité d'électrolyte introduite est supérieure à une valeur critique les grains s'agglutinent:; mais quand on emploie des doses inférieures à la dose d'agglutination, la suspension ne subit aucune modification, ni macroscopique, ni microsco-

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pique ; l’électrisation d’adsorption varie mais cette modification n’est pas instantanée. On peut mettre en évidence l'influence du temps en suivant dans le temps la vitesse de déplacement des grains dans un champ électrique. J'ai ainsi trouvé que l'équilibre ne se produit pas instantanément, comme l'indique la courbe de la figure 17(?), la mobilité varie suivant une courbe dont la forme est représentée par l'équation U, — U = A(1 — et).

La variation est d'autant plus rapide que à qui représente le coefficient angulaire de la tangente à l’origine est grand. Ce coefficient varie beaucoup avec la concentration des ions ;

(1) J. Perrin. / de Ch. Ph , 1904.

(2) Ces résultats ont été obtenus pour HCI : N X 0,00097.

Rè

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plus la concentration des ions est élevée plus l’évolution est rapide. Comme les déterminations microscopiques nécessitent un nombre assez grand de mesures, elles ne sont pas instantanées, les points de la courbe correspondant aux premières minutes ne sont donc obtenues qu'avec une assez faible précision. Quand la concentration des ions introduits est voisine de la concentration d’agglutination, l’évolution est extrêmement rapide, et dans certains cas, insaisissable.

Le coefficient b varie aussi beaucoup avec la température. Une élévation de température accroît notablement la vitesse d’adsorption tandis qu’un abaissement de la température la diminue.

Quelques expériences préliminaires m’ayant montré que la lumière agissait sur l’adsorption par le grain des ions introduits dans le liquide intergranulaire, j'ai d’abord étudié l’adsorption de différents ions par des grains de gommegutte et de mastic.

29. {Influence de différents ions H+, Lat++, Alt++, Bat+, Mg*+,K+,Nat,— Les suspensions de gomme-gutte et demastic sont constituées par des granules négatifs. La charge de ces granules est modifiée quand on introduit dans le liquide des ions positifs l'effet est d'autant plus accusé que la valence de l’ion est élevée. Quand l’abaissement de la charge atteint une certaine valeur la stabilité de la suspension est détruite, l’agglutination s'annonce, les grains se soudent entre eux et les flocons ainsi formés ne tardent pas à sédimenter. Comme on l’a vu, l'abaissement de la charge n’est pas instantané, l'établissement de l'équilibre n'est définitivement réalisé qu'au bout d’un certain temps qui peut atteindre 30 minutes et qui est d'autant plus court que la concentration des ions actfs est élevée.

Avant de chercher l'influence des différents rayonnements, J'ai étudié la variation de la mobilité des grains par l'addition d’électrolytes différents et en fonction de la concentration de ces électrolytes.

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