Zoom Science - Le rôle surprenant du champ électrique d’une surface minérale dans la synthèse de l’acide formique - Juillet 2020

Les surfaces minérales ont des effets bien connus sur la réactivité chimique, modifiant les barrières cinétiques et les grandeurs thermodynamiques des réactions. La modélisation de ces phénomènes invoque généralement des contacts directs entre molécules et surfaces des solides. Une étude théorique de la formation d’acide formique à partir de monoxyde de carbone, effectuée dans les équipes PHYSIX et BIOMIN, basée sur la dynamique moléculaire ab initio, dévoile un effet intense du champ électrique d’une surface d’oxyde de magnésium (MgO) agissant dans la fine couche d’eau juste au dessus de l’interface avec l’eau.
La réaction ayant lieu au-delà de la première couche moléculaire d’eau, la surface semble agir à distance sur l’acide formique en modifiant la conformation isomérique de la molécule produite par la réaction. Des simulations dans un volume d’eau, avec ou sans champ électrique, montrent que ce dernier a un effet sur la thermodynamique de la réaction similaire à celui de la surface. Nous en concluons que  le champ électrique, très localisé mais très intense, généré par la surface est à l’origine de ce phénomène de catalyse.  

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Référence

"Formic Acid Synthesis in a Water–Mineral System: Major Role of the Interface"
Sara Laporte, Fabio Pietrucci, François Guyot, and A. Marco Saitta
J. Phys. Chem. C, 124, 5125-5131 (2020)


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