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Anales de la Asociación Química Argentina

versión impresa ISSN 0365-0375

Resumen

TIMMERMANN, E.O.. Salt (Electrolytes) Sorption By Membranes And/Or Ion-Exchange Resins: Donnan Or Partition Equilibrium?. An. Asoc. Quím. Argent. [online]. 2005, vol.93, n.4-6, pp.195-213. ISSN 0365-0375.

Se analiza el equilibrio de sorción de sales (electrolitos) entre soluciones acuosas y fases intercambiadoras de iones (membranas, resinas, y/o geles). Clásicamente este equilibrio ha sido tratado como equilibrio Donnan con constantes unitarias (Teorell (1953), Schloegl (1964)). Sin embargo, ya que se tratan fases de distinta estructura y de distintos estados termodinámicos tipo un equilibrio de partición con constantes no-unitarias es la correcta descripción termodinámica, como es usada, p. ej., en la teoría de solubilidaddifusión para procesos de membrana. Sorprendentemente una descripción termodinámica completa de este equilibrio no se ha dado. Planteando las condiciones para el equilibrio termodinámico de fases directamente para sales (no para iones) y teniendo en cuenta la molaridad (X) de los iones fijos en la fase intercambiadora de iones (responsable del característico efecto de exclusión iónica) se obtiene una ley límite de sorción para sales binarias del tipo M ν1Y ν2 (índices: 1 = contraión, 2 = coión en la membrana): , (qs = ν2 |z2| cs/X; cs = molaridad salina en la membrana; actividad salina molal externa) ley que depende de la fórmula de la sal (relación ν1/ ν2) y de las características de la membrana. Datos experimentales de sorción para diferentes sistemas de sales/membrana (NaBr/NaR; CsBr/CsR; SrBr2 /SrR; MgCl2 /RCl; MgCl2 /MgR; LaCl3 /LaR; Na2SO4 /NaR) siguen esta ley. En gráficos log-log de qs vs. el exponente experimental ns coincide con su valor teórico (1+ ν1/ ν2) Se obtienen también las constantes de partición así como el coeficiente de actividad de la sal en la fase sorbente. Se encuentra que este coeficiente (>1) es logarítmicamente lineal en √(Is), la fuerza iónica de la sal en esa fase. Finalmente se resuelven las ecuaciones completas de sorción para qs, esto es, ecs. de 2do. grado (sales simétricas) y de 3er. grado (electrolitos 1:2), tratándose éstas últimas en detalle. Se obtienen además las expresiones para los factores de partición para contraión y coión así como sus expresiones límites.

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