ÉTUDE DE LA COUCHE RADIO-ACTIVE

L’épaisseur maximum de cette couche qui intéresse nos mesures est inférieure, pour la plupart des milieux, à 32 v, valeur du parcours des rayons + du Po dans l eau pure.

Le choix de cette couche spéciale, qui est limite entre 2 phases, impose, avant l’interprétation simple qui permettra les développements théoriques cidessous, quelques remarques et quelques investigations expérimentales. |

I) La discontinuité physique, existant entre une solution et l’atmosphère qui la surmonte, crée à leur surface de séparation une dissymétrie dans les effets résultants de l’agitation moléculaire générale. On explique ainsi les nombreux résultats expérimentaux qui amènent à conclure à l’existence, sur la surface des solutions, d’une pellicule monomoléculaire flottante, constituée par les particules du solvant ou du corps dissous (??).

Ces effets de surface dans les solutions sont essentiellement des effets do voisinage immédiat. Il faut aussi noter le caractère statistique de l’existence de la pellicule, dont les individus constituants ne sont pas toujours les mêmes, par suite des échanges incessants des particules entre le liquide et la surface.

Gi88s, dans sa théorie os établit la relation qui lie la quantité g de corps dissous absorbé par em? à la surface de la solution, la tension superficielle 5, la concentration c et la température T :

jee PIN RT de Il y à 2 cas à considérer, du point de vue du signe de g: lo ME : Lee :

a) positif : la tension superficielle de la solution croït par addition du corps dissous ; g est négatif ; il y aura défaut du corps dissous dans la région superficielle et par suite excès de solvant.

C’est le cas des solutions aqueuses de sels et d’acides minéraux, qui sont généralement surmontées d’une péllicule d’eau pure.

Co er : 5 b) 7 négatif. C’est le cas contraire observé pour de nombreuses substances

organiques.

Cette théorie semble indiquer que, dans les conditions de nos expériences, en solution chlorhydrique par exemple, on aura sur la surface du liquide une couche d’eau pure et, par suite, pas d'ions poloniés : Immédiatement au-dessous de cette solution superficielle aqueuse monomoléculaire, se trouverait la couche

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SN TT OT NP Fr

radio active, où la répartition variable en Po doit uniquement résulter du phénomène de diffusion. En d’autres termes, en raison des concentrations relatives des corps en présence, la nature de la pellicule superficielle doit être indépendante de la présence du Po, et en particulier, dans le cas d'acides minéraux, ne pas renfermer cet élément. Une vérification indirecte de cette hypothèse, qui résulterait de la mise en évidence de l’inactivité de cette péllicule paraît impraticable par les méthodes ordinaires, par suite de la faible quantité de Po utilisable.

Il est d'autre part impossible d'isoler strictement d’une solution sa couche superficielle, dont elle est inséparable p ar nature.

Par contre, J’ai essayé de mettre en évidence l’existence éventuelle d’une solution superficielle contenant du Po, par l'opération suivante : Une solution homogène de Po dans H CI, 0,1n a été placée dans un petit bac rectangulaire, de manière à offrir une large surface libre relativement à sa faible épaisseur. J’ai ensuite effectué, au moyen d’un papier filtre fin une série de 20 essuyages de la surface liquide, tels qu’on les pratique couramment dans l’étude des solutions superficielles. Les concentrations intérieures en Po de la solution, determinées par un dosage à la goutte (#) avant et après l’opération, ont été trouvées identiques et égales à 100,26 UES.

L’essuyage a pour effet d’absorber le liquide sur la majeure partie de sa surface, et sur une faible profondeur. Les parties du liquide qui se trouvent entre les mailles du papier doivent conserver, avant le décollement, leur caractère primitif de solution superficielle. Il doit par suite résulter d’une série d’essuyages, entre

chacun desquels la solution superficielle se reforme, un épuisement partiel en particules constituant ce feuillet.

Le résultat négatif obtenu ici est compatible avec l'hypothèse d’une solution de Po au-dessous d’un feuillet d’eau.

I1) Il reste à étudier la relation entre l’intensité du rayonnement total émis à la surface du liquide et la concentration correspondante en Po de la couche radio active.

J'ai établi expérimentalement cette relation pour des solutions homogènes de Po en milieu HCI 0,1 », occupant dans l’appareil le volume exact des colonnes de diffusion. Après la mesure de l’activité superficielle de chaque solution, on effectuait le dosage du P6 par la méthode des gouttes ; le cylindre était ensuite totalement désactivé et le mouvement propre de l’appareil vérifié en présence d’une solution pure de HCI 0,1 ».

Les résultats obtenus sont traduits sur le graphique ci-contre (fig. 8).

Aux erreurs d'expériences près, la relation cherchée entre les indications de l'appareil et les concentrations intérieures en Po des soutionsnomogencs correspondantes est linéaire. La droite représentative passe par l’origine. Son inclinaison sur l’axe des concentrations dépend étroitement du niveau de la solution dans le cylindre de verre. C’est en effet la hauteur (ab) du bord libre de ce nu qui fixe la valeur de l’angle solide efficace w relatif au rayonnement émis (fig. 9).

Ces conditions physiques complexes, ainsi que la forme du ménisque du liquide, rendraient difficile l'application des formules classiques donnant en va-

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leur absolue la masse du radio-élément correspondant au rayonnement mesuré. On verra plus loin que ce caleul est inutile pour la détermination de D.

Pour adapter théoriquement le résultat précédent au cas des solutions non homogènes de diffusion, il suffit de décomposer fictivement la couche radio active en feuillets d'épaisseur telle qu’on puisse y considérer, en approximation suffisante,

activité * Juperficielle

[en ca sec) al none)

concentrañon inférieure des solutions homogènes [en ÜES par cm)

Fig. 8 et 9.

la concentration en Po comme étant homogène. En raison de la symétrie du phénomène de diffusion autour de l’axe vertical du cylindre, ces feuillets seraient découpés parallèlement à la surface libre du liquide. Leurs actions superposées, s’intégrant additivement dans l'appareil de mesure, conduiraient encore à une loi linéaire. D’une manière plus simple, on peut remarquer que pratiquement la couche radio-active a une hauteur voisine du 1 /500 de celle du cylindre de diffusion, et du 1/300 de son propre diamètre. A l’approximation réalisée dans les

opérations, elle doit se comporter au cours du phénomène comme une couche sensiblement homogène.

En étendant l’ensemble des résultats du chapitre aux différentes solutions de Po dans les acides minéraux étendus, on peut tirer la conclusion suivante :

Les indications À de l’électroscope sont proportionnellesà la concentration cen Po d’une couche de hauteur négligeable vis-à-vis de celle du cylindre de diffusion, et d'altitude moyenne x — L. Cette couche présente les caractères d’une solution où la concentration en Po dépend seulement des actions de diffusion.