Adsorption and Wetting Mechanisms at the Surface of Aqueous Hydrocarbon Solutions as a Possible Source of Atmospheric Pollution

Mécanismes d'adsorption et de mouillage à la surface de solutions aqueuses d'hydrocarbures comme source possible de pollution atmosphérique

UMR CNRS 6521, Département de chimie, Université de Bretagne Occidentale, 6, avenue Le Gorgeu, C.S. 93837, 29238 Brest Cedex 3 - France, email: mustapha.sadiki@univ-brest.fr, francois.quentel@univ-brest.fr, catherine.elleouet@univ-brest.fr, rene.olier@univ-brest.fr, mireille.privat@univ-brest.fr

Abstract

Hydrocarbons in solutions have been the subject of very few investigations despite their relevance, in particular, in situations where environmental mechanisms are involved. We present, here, a synthesis of several studies conducted within our laboratory about the adsorption, at the water surface, of benzene and cyclohexane from under-saturated solutions. The coadsorption of lead nitrate is also evidenced, though it does not adsorb in absence of organic molecules in the surface. Most of the data reported here were collected from series of measurements made with a very uncommon method: the bubble column; this technique, though being very time-demanding and lacking of userfriendliness, proved its usefulness and relevance in the study of such weakly adsorbable, surface-tension inactive compounds. The study of mixtures is simple and requires no model, which is precious in environmental research. The gathered data demonstrate that, through mechanical mechanisms such as bubbling, coadsorption can lead to the passing from water to the atmosphere of harmful non-soluble, poorly surface-active, components.

Résumé

Les solutions d'hydrocarbures ne sont pas très souvent étudiées. Cependant, leur comportement est impliqué dans de nombreux mécanismes, en particulier les mécanismes environnementaux. Dans le présent article, nous présentons la synthèse de plusieurs travaux ayant trait au comportement superficiel, en particulier d'adsorption, de solutions non saturées de benzène et de cyclohexane. Il y est mis en évidence la coadsorption de nitrate de plomb, bien que celui-ci, en l'absence de molécules organiques dans la surface, ne s'adsorbe pas du tout. Ces données ont été obtenues essentiellement au moyen d'une technique rarement utilisée, la colonne à bulles, brièvement décrite ci-dessous. Celle-ci, en dépit des contraintes de sa mise en œuvre, s'est révélée très utile dans l'étude de ces composés faiblement adsorbables, et peu actifs sur la tension de surface. L'étude des mélanges se fait directement, sans avoir à utiliser de modèle, ce qui est précieux pour des études environnementales. Les résultats obtenus établissent de façon convaincante que des mécanismes, tels que le pétillement, joints à la coadsorption, peuvent entraîner le passage de composés nocifs pour l'environnement, peu solubles, peu actifs sur la surface quand ils sont isolés, depuis l'eau jusque dans l'atmosphère.