DYNAMICS OF PROTONS IN WATER AND AQUEOUS ZnCl2 SOLUTIONS

Nous avons étudié les mécanismes de diffusion des protons dans l'eau pure et les solutions aqueuses de ZnCl2, par diffusion quasi-élastique incohérente de neutrons et avons montré qu'il était indispensable de tenir compte du mouvement de rotation des molécules d'eau ; le temps de relaxation caractéristique associé passe de 0.8 ps pour l'eau pure à 20 ps pour la solution saturée ce que l'on interprète en termes de rotations gênées dans les solutions concentrées. La partie translationnelle des spectres a été convenablement représentée sur tout le domaine en Q exploré, à l'aide d'un modèle de diffusion par sauts aléatoires. La longueur de saut obtenue reste pratiquement la même quand on passe de l'eau à la solution saturée et voisine de la distance entre protons dans la molécule d'eau.We studied the diffusive motions of the protons in pure water and ZnCl2 aqueous solutions, using incoherent quasi-elastic neutron scattering. We showed that it is essential to take into account the rotational motion of the water molecules ; the associated characteristic relaxation time varies from 0.8 ps for H2O to 20 ps for the saturated solution which is interpreted in terms of hindered rotations for the concentrated solutions. The translational linewidth is conveniently fitted over the whole Q-range, using the Random Jump Diffusion model for which the jump length turns out to be roughly the same for pure H2O and the saturated solution, fairly close to the distance between protons in the water molecule