Étude de la mobilité de l'eau et des cations dans quelques zéolites par relaxation diélectrique et résonance magnétique nucléaire

Pour préciser le comportement dynamique des molécules d'eau et des cations dans les zéolites, l'auteur a étudié la résonance magnétique nucléaire des protons et l'absorption diélectrique, spécialement dans la chabasie, minéral typique de la famille des zéolites. L'étude magnétique a permis de mettre en évidence un profil de raie de résonance d'un type nouveau composé de deux raies fines identiques, d'écartement variable avec l'orientation du cristal et la teneur en eau. Ce type de doublet et ses variations sont interprétés à partir des mouvements de rotation et de diffusion des molécules d'eau dans le champ cristallin anisotrope. Les variations de la largeur de raie avec l'orientation du cristal et la température (150 à 300° K) ont été étudiées. La congélation de l'eau zéolitique ne fait pas apparaître de phénomène coopératif mais présente des analogies avec la congélation pâteuse. L'intérêt que peut présenter la résonance magnétique nucléaire dans les zéolites pour l'étude statique et cinétique de certains équilibres chimiques ou isotopiques a été mis en évidence. L'auteur a adapté à l'étude des minéraux les techniques de mesure de relaxation diélectrique, en particulier par la mise au point d'une cellule de mesures à température et à atmosphère contrôlées. Un domaine de relaxation diélectrique a été mis en évidence en ondes kilométriques à température ordinaire, dans la chabasie. Son évolution avec la température, la teneur en eau et la nature des cations a permis de l'attribuer à la mobilité des cations Caf+. L'interaction des mouvements des molécules d'eau et des cations a pu être étudiée, ainsi que la dispersion du temps de relaxation. Un second domaine de relaxation diélectrique a été mis en évidence à basse température et attribué, par comparaison avec les résultats des mesures magnétiques, à la rotation des molécules d'eau. Les résultats obtenus ont été confrontés avec les nombreuses études physico-chimiques publiées sur les zéolites. L'auteur propose un modèle de l'eau zéolitique, qui permet d'en expliquer les diverses propriétés.Ducros Pierre. Étude de la mobilité de l'eau et des cations dans quelques zéolites par relaxation diélectrique et résonance magnétique nucléaire. In: Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie, volume 83, 4-6, 1960. pp. 85-112