Thèse soutenue

Simulations d'electrolytes a l'interface liquide/liquide et de complexes de cations lanthanides en phase gazeuse

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Auteur / Autrice : FREDERIC BERNY
Direction : Georges Wipff
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

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Nous avons etudie deux processus relatifs a l'extraction liquide/liquide d'ions par des molecules extractantes : l'approche des ions a l'interface et la complexation d'ions par des ligands. Dans la premiere partie, nous avons simule par dynamique moleculaire le comportement de sels a l'interface chloroforme/eau. L'objectif est de comprendre dans quelle mesure les ions de ces sels s'approchent de l'interface pour y etre extraits. Certains ions sont repousses par l'interface (k +, cl , uo 2 + 2, na +, no 3) ; d'autres s'y adsorbent (molecules amphiphiles, mais aussi clo 4, scn , guanidinium gu + et picrate pic ). Les contre-ions tensioactifs favorisent l'approche des ions a l'interface. Dans un melange parfaitement homogene des deux solvants eau et chloroforme en demixtion, les ions semblent influencer la vitesse et le processus de separation des phases. L'acide nitrique, connu pour favoriser l'extraction liquide/liquide, presente une forte adsorption a l'interface dans sa forme neutre hno 3 mais aussi - en moindre proportion - dans sa forme ionisee (h 3o +/no 3). Hno 3 et h 3o + s'orientent a l'interface : les atomes d'hydrogene pointent en direction de la phase aqueuse. Par ailleurs, la nature de la phase organique peut modifier l'approche des ions a l'interface. Gu + et pic s'adsorbent, par exemple, beaucoup moins a l'interface co 2 supercritique/eau qu'a l'interface chloroforme/eau. Dans la seconde partie, nous avons etudie par mecanique quantique les complexes formes par les cations lanthanides la 3 +, eu 3 + et yb 3 + avec des ligands de type amide, uree, thioamide et thiouree. Nos calculs montrent que les interactions cationligand dependent de la nature des substituants sur les ligands, de la presence de contre-ions ou encore du nombre de ligands impliques dans le complexe. Les composes soufres semblent moins bien interagir avec les cations que les composes oxygenes. Les urees interagissent autant que les amides et sont potentiellement de bons ligands.