Principe de (photo)dégradation d'une molécule organique

[luglos]

Bonjour,

Je me questionne sur le bon raisonnement à adopter pour une prédiction de concentration... alors j'ai fait un petit exercice (voir pièce-jointe) pour mieux me faire comprendre, je vous remercie de m'indiquer quel est le bon raisonnement...

Contexte : On remplit 4 béchers de 1 L d'une solution X (molécule organique) de concentration décroissante (voir ci dessous). On expose ces béchers à pleine lumière (4000 lux) pendant 24h.
On mesure la concentration du 1er bécher à T0 et à T24h et on souhaite extrapoler des valeurs prédictives pour les autres béchers.

raisonnement 1 : il faut raisonner en quantité de matière dégradée (ou concentration dégradée) par unité de temps
raisonnement 2 : il faut raisonner en pourcentage de dégradation (quantité de matière ou concentration)

... plus de détails avec des valeurs "inventées" dans la pièce-jointe....

Merci pour vos commentaires !


PS: ici je parle de photodégradation... quid de la sorption du bécher ? j'imagine qu'elle est linéaire jusqu'à saturation et donc il faut raisonner en quantité de matière sorbée pour saturer le bécher...?
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[Resartus]

Je ne vois pas comment l'adsorption par le verre d'une molécule a priori de masse élevée pourrait avoir des effet significatifs. C'est déjà très très faible pour l'hydrogène, alors... Peut-être avec le polyéthylène et encore...

Pour ce qui est de la dégradation, le cas le plus vraisemblable est que la réaction est tout bêtement d'ordre 1, (votre scénario 2) c'est à dire que la proportion de molécules non dégradées diminue exponentiellement par rapport à la valeur de départ, avec une certaine constante de temps qui dépend de l'intensité du rayonnement déclenchant.
Il pourrait en être autrement, pour différentes raisons : une pourrait être que le produit est très opaque et que les rayons lumineux ont du mal à franchir l'ensemble du liquide. Dans ce cas, la dégradation exponentielle sera ralentie dans les liquides les plus concentrés.

Une autre possibilité serait que certains des produits de la dégradation aient un effet catalyseur ou au contraire inhibiteur. Cela existe en cinétique chimique, ou l'ordre de la réaction peut alors être très compliqué (réactions oscillantes, par exemple) , mais je ne sais pas s'il existe des molécules photosensibles pour lesquelles c'est le cas...

A noter quand même que deux mesures seulement à T=0 et T=24 ne suffiraient pas pour s'assurer que la décroissance est bien exponentielle : il pourrait y avoir une dégradation spontanée à une certaine vitesse combinée à une dégradation photoinduite plus lente, et c'est seulement en ayant des points intermédiaires qu'on pourra exclure ou pas cette possibilité

[luglos]

Bonjour,

Et merci beaucoup pour ces éclaircissements,
Le raisonnement 2 est donc le bon, il faut raisonner en % de dégradation et non en pas en quantité de matière dégradée par unité de temps (et intensité lumineuse).
Si je mesure 1000 µg/L à T=0 et 919 µg/L à t+24h dans le bécher 1, je m’attends vraisemblablement à mesurer 91.9 , 9.19 et 0.91 µg/L respectivement pour les béchers 2, 3 et 4 dont les T0 respectifs sont 100, 10 et 1 µg/L. Nous sommes d’accord ?
En ce qui concerne la sorption j’ai pris le cas du bécher, mais les systèmes peuvent être plus complexes avec de multiples substrats qui rendent la sorption non négligeable pour mesurer la concentration de la molécule dans la phase aqueuse… et donc pour une même surface de substrat non négligeable, proportionnellement on s’attend à une plus forte baisse de la concentration dans les béchers 4 que 3, 3 que 2, et 2 que 3. non ?