Partage atmosphère/eau d’hydrocarbures halogénés

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1 Partage atmosphère/eau d’hydrocarbures halogénés
Sabine Sarraute, Vladimir Mayer et Margarida Costa Gomes LTSP, UMR6003

2 OBJECTIFS Partage de polluants organiques entre les différents compartiments (aquatique et atmosphérique) Approche moléculaire (polluants « modèles ») Solubilité dans l’eau (+ thermodynamique: KH, Kaw, Kow)

3 SOMMAIRE Définitions Technique expérimentale Résultats
Conclusions/Perspectives

4 Définitions Coefficient de partage air/eau
Rapport de concentrations

5 Définitions Coefficient de partage air/eau
A dilution infinie, on a: Mw, rw, R et T connus KH à déterminer

6 Définitions Constante de Henry

7 Définitions Constante de Henry
Pour les composés organiques dans l’eau (xs est faible) Phase vapeur est considérée comme idéale Dissolution de l’eau dans la phase organique est négligeable

8 Technique expérimentale
Méthode statique avec contact direct entre le soluté et le solvant (« shake-flask ») Méthode à écoulement (choisie au laboratoire) Système test octane

9 Validation de notre méthode expérimentale
 littérature  ce travail précision: ± 5% incertitude: ± 10% Test avec de l’octane

10 Technique expérimentale: Mesure de solubilité

11 Technique expérimentale: Mesure de solubilité
Conditionnement de SC: eau  10 mL faible débit

12 Technique expérimentale: Mesure de solubilité
Conditionnement de SC: eau  10 mL faible débit Saturation: débit constant polluant retenu dans EC pesée de WE

13 Technique expérimentale: Mesure de solubilité
Conditionnement de SC: eau  10 mL faible débit Saturation: débit constant polluant retenu dans EC pesée de WE Elution: EC en « back flush » 10 mL de méthanol ME analysé par CG

14 Résultats: Systèmes étudiés
Hydrocarbures aliphatiques1 (octane, 2,2- dimethylhexane et 2,5-dimethylhexane) Hydrocarbures cycliques2 (cyclooctane, ethylcyclohexane, cis et trans-1,2- dimethylcyclohexane) Hydrocarbures insaturés2 (cyclooctène) 1Sarraute S., Delepine H., Costa Gomes M., Majer V., Chemosphere, 2004, 57, 2Dohanyosova P, Sarraute S., Dohnal V., Majer V., Costa Gomes M., Ind. Eng. Chem. Res., 2004, 43,

15 Résultats: Systèmes étudiés
Hydrocarbures halogénés: Chaînes aliphatiques monosubstituées1 (chlorooctane, bromooctane) Chaînes aliphatiques disubstituées3 (1,8-dichlorocyclohexane et 1,8-dibromocyclohexane) Cycliques monosubstituées4 (chlorocyclohexane et bromocyclohexane) 1Sarraute S., Delepine H., Costa Gomes M., Majer V., Chemosphere, 2004, 57, 3Sarraute S., Mokbel I., Costa Gomes M., Majer V., Delepine H., Jose J., Chemosphere, 2006, 64, 4Sarraute S., Mokbel I., Costa Gomes M., Majer V., Jose J., Atmos. Environ. (en préparation).

16 Résultats: Effet de l’halogène
 octane  chlorooctane  bromooctane Présence de l’halogène augmente la solubilité Importance de la nature de l’halogène

17 Résultats: Effet de l’halogène
 octane  chlorooctane  bromooctane Nature de l’halogène moins visible

18 Résultats: Deux substitutions
 octane  1,8-dichlorooctane  1,8-dibromooctane 2eme Halogène:encore augmentation de la solubilité Différence entre Cl et Br

19 Résultats: Deux substitutions
 octane  chlorooctane  bromooctane  1,8-dichlorooctane  1,8-dibromooctane Effet du 2eme Cl plus prononcé Effet du 2eme Br: comportement différent en fonction de T

20 Résultats: Deux substitutions
 octane  1,8-dichlorooctane  1,8-dibromooctane Nature de l’halogène moins visible Effet plus « logique »

21 Résultats: effet de l’halogène dans un cycle
 cyclohexane  chlorocyclohexane  bromocyclohexane Présence de Br: diminution de la solubilité Présence de Cl: augmentation de la solubilité

22 Résultats: effet de l’halogène dans un cycle
 cyclohexane  chlorocyclohexane  bromocyclohexane Comportement plus « logique » de KH

23 CONCLUSIONS Détermination de KH, Kaw pour de nombreux composés organiques Modélisation de xsol pour certaines familles (théoriques ou empiriques) KH reproduit mieux les effets moléculaires Nécessité de plus de données, de KH, pour modèles semi-empiriques

24 PERSPECTIVES Solubilité de substances organiques présentant d’autres groupements fonctionnels (OH, COOH, ester…) Solubilité de « nouveaux » polluants : liquides ioniques, phases fluorées, …