Des chimistes redécouvrent l’eau salée
Une nouvelle et intéressante étude révèle que l’eau salée n’est pas ce qu’elle semble être, au moins pour les chimistes.
Image d’entête : représentation graphique de la zone de contact/ interface entre le liquide et l’air dans une solution de chlorure de sodium (sel). (Yair Lipman/ Université de Cambridge)
Une équipe de chercheurs britanniques et allemands a découvert que les molécules d’eau à la surface d’une solution salée sont disposées différemment de ce que l’on pensait auparavant. Cette découverte a des implications pour les sciences du climat et de l’environnement, car elle fournit des informations sur la manière dont l’eau peut interagir avec l’air, en particulier lorsqu’elle s’évapore.
Selon le professeur Mischa Bonn, du département de spectroscopie moléculaire de l’Institut Max Planck, en Allemagne :
Ces types d’interfaces sont omniprésents sur la planète. Leur étude ne contribue donc pas seulement à notre compréhension fondamentale, mais peut également déboucher sur de meilleurs dispositifs et technologies.
Lorsqu’un sel se dissout dans l’eau, il se transforme en atomes chargés positivement et négativement, appelés ions. Auparavant, une technique laser appelée « Vibrational Sum Frequency Generation » (VSFG) avait suggéré aux scientifiques que, dans les solutions salées, les ions de sel incitaient les molécules d’eau à s’orienter dans un sens.
Mais ces chercheurs, qui viennent de l’Université de Cambridge et de l’Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères, ont utilisé une version plus avancée de la VSFG : la VSFG à détection hétérodyne, ou HD-VSFG. Leur technique, associée à la modélisation informatique, leur a permis d’obtenir une image plus nette de la surface des électrolytes (solutions salines à base d’eau).
Ils ont découvert que, contrairement à ce que l’on croyait, les molécules d’eau étaient orientées à la fois vers le haut et vers le bas. Les ions salins étaient également répartis différemment à la surface de l’eau par rapport à ce qui était supposé jusqu’à présent.
Selon le Dr Yair Litman, du département de chimie Yusuf Hamied de Cambridge :
Tout en haut, il y a quelques couches d’eau pure, puis une couche riche en ions, et enfin la solution saline en vrac.
Les chercheurs souhaitent utiliser leur nouvelle technique HD-VSFG pour examiner davantage de surfaces liquides.
Selon Bonn :
Nous appliquons ces mêmes méthodes à l’étude des interfaces solide/liquide, qui pourraient avoir des applications potentielles dans les batteries et le stockage de l’énergie.
L’étude est publiée dans Nature Chemistry : Surface stratification determines the interfacial water structure of simple electrolyte solutions et présentée sur le site de l’Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères : A microscopic look at atmospheric chemistry.