Hydrates de gaz contenant de l’argon, du krypton et du xénon : cinétique et énergétique de la formation et des équilibres

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On a constaté que les gaz inertes réagissaient complètement et rapidement avec des cristaux de glace, avec un mélange de cristaux de chloroforme et de glace, ou avec de l’hydrate de chloroforme préformé, à condition que les cristaux soient rapidement agités avec de petits roulements à billes en acier. La réaction se produit encore facilement à des températures aussi basses que 183°C (argon et glace). Les résultats ci-dessus ont permis de mesurer les isothermes de sorption dans les hydrates de type I et II sur une gamme de pressions et à diverses températures. Pour l’hydrate de chloroforme de type II, les chaleurs d’intercalation, ∆H, des gaz rares ont été évaluées à partir des coefficients de température des isothermes, qui suivent de près l’équation des isothermes de Langmuir. Pour Ar, Kr et Xe, ∆H était respectivement de -6,1, -6,7 et -7,9 kcal/mole. Dans les hydrates de type I, les isothermes de sorption se terminaient nécessairement aux pressions de dissociation. Ces pressions ont été mesurées sur une gamme de températures. A partir d’elles, des chaleurs globales de réaction, ∆H1, entre la glace et le gaz inerte ont été déduites pour des degrés d’occupation des cavités intracristallines supérieurs à 90%. Pour Ar, Kr et Xe, ∆H1 était respectivement de -2,94, -3,98 et – 5,77 kcal/mole. Les chaleurs d’intercalation correspondantes estimées indirectement étaient de -5,5, -6,0 et -7,4 kcal/mole, et la chaleur moyenne de formation du réseau hôte vide de type I à partir de la glace a été estimée à 0,35 ± 0,10 kcal/mole H2O. Les résultats ont été discutés théoriquement du point de vue de l’énergétique et des équilibres, et de la signification de dP/dT dans l’équation de Clapeyron. Les équilibres dans les hydrates de chloroforme montrent des écarts par rapport au traitement thermodynamique statistique idéal des solutions solides de clathrates, le meilleur résultat étant obtenu pour Xe et le plus mauvais pour Ar.

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