La variation thermique du magnétisme de l'eau et de quelques solutions paramagnétiques

Résumé
L'ensemble des travaux sur la variation du paramagnétisme avec la température démontre la validité de l'équation de Curie-Weiss, χ (T + Δ) = C, dans de très grands intervalles de température. Cette équation contient les deux constantes C et Δ. L'interprétation théorique de la première a été donnée par Langevin en s'appuyant sur des hypothèses aujourd'hui inacceptables. Cependant, sa formule est exacte expérimentalement et il est bien probable que l'explication se trouve dans la voie indiquée par Ehrenfest. Pour ce qui concerne la constante Δ, elle a été interprétée par Weiss en admettant l'existence d'un champ moléculaire en rapport avec la densité des atomes paramagnétiques. Mais les mesures récentes de Foëx sur quelques solutions montrent son intervention dans quelques cas où il n'est pas possible de penser que les actions mutuelles des atomes paramagétiques soient sensibles. Nous avons voulu approfondir cet intéressant problème en étudiant avec soin quelques solutions par la méthode de Faraday. Nous avons commencé par déterminer la variation de la susceptibilité de l'eau avec la température, ainsi que sa modification sous l'influence d'un sel dissous. Les conclusions auxquelles nous sommes arrivés dans cette partie du travail sont les suivantes : a) La susceptibilité de l'eau diminue avec la température de sorte que, entre 20° et 80° C, on peut écrire -δχ/χ = [1,67 + 0,0016(t - 20°)](t - 20°) × 10^(-4). b) Cette variation dépend de la rupture des molécules polymérisés, de sorte que, en ajoutant un sel diamagnétique (chlorure de magnésium) qui provoque une diminution du nombre de molécules polymérisées, δχ/χ se rapproche de zéro. Dans la deuxième partie du travail, nous avons étudié trois solutions contenant 0,3790, 0,1504 et 0,03028 g de chlorure de manganèse; deux solutions avec 0,3690 et 0,0642 g (mesurées deux fois) de nitrate du même cation, et, en dernier, deux solutions. de nitrate de nickel dont les teneurs étaient 0,4440 et 0,1243 g. Les résultats ont été les suivants : a) Dans tous les cas, la loi de Curie-Weiss est satisfaite avec des valeurs de Δ qui sont, en première approximation. indépendantes de l'anion et de la concentration. Pour Mn++, Δ = -25 et pour Ni++, Δ = -2. b) Au moyen de ces valeurs de Δ et des mesures précédentes de χm sur des solutions de ces sels, faites au même laboratoire, on a calculé la valeur de n. nMn = 28,06 ± 0,08 ; nNi = 15,96 ± 0,05. Ce dernier nombre est identique à celui (16) déjà connu, tandis que le premier est plus bas d'une unité que celui obtenu avec les sels solides de Mn++. En outre, on voit que, d'après cela, le cas exceptionnel des solutions manganeuses disparaît. Au point de vue de la théorie, il est évident qu'en général nous devons attribuer la constante Δ à une déformation de la couche superficielle de l'atome paramagnétique sous l'action des autres atomes combinés chimiquement avec lui (dans le cas des solutions, les molécules d'eau), déformation dont l'influence est bien compréhensible dans les théories dont celle d'Ehrenfest est le modèle.