Published October 1965
| Version v1
Book
Exchange Equilibria on the Surface of Ionic Crystals
- 1. Technische Hochschule, Darmstadt, Federal Republic of Germany (Germany)
Description
New experimental data obtained by tracer techniques are presented and discussed. The number of exchanging cations and anions per unit area on the surface of BaSO4 and SrSO4 was measured for equivalent particles, cationic particles and anionic particles. Equivalent particles obtained by washing the precipitates thoroughly with water showed constant ratios of exchanging cations and anions per unit area of the surface. For cationic particles and anionic particles obtained by treatmeni of the precipitates with solutions containing barium ions or sulphate ions respectively, the ratio of the numbers of exchanging cations and anions was changed to higher values (cationic particles) or to lower values (anionic particles). From the values obtained the number of potential determining ions on the surface was determined. In the case of SrSO4 the numbers of exchanging cations and anions per unit area of the surface were measured as a function of temperature. They were found to decrease rapidly below 40°C in water solutions. This is explained by the immobilization of the water molecules on special points of the surface (in cracks for instance) proceeding gradually on approaching the freezing point. In agreement with this explanation the immobilization starts at lower temperatures for water-methanol mixtures. The exchange equilibria between different cations have been measured on the surface of the alkaline earth carbonates and sulphates and on the surface of the alkali tetraphenylborates. The equilibrium constants for these heterogeneous exchange reactions are discussed. In general these equilibria show the same trend as the solubilities. Barium ions, for instance, are enriched on the surface of strontium sulphate. The ratio of the solubilities, however, is no measure for these equilibria. The exchange equilibria on the surface of the alkaline earth sulphates show ''ideal'' behaviour; they are independent of the lattice parameters. (author)
Abstract (French)
L'auteur présente et discute de nouvelles données expérimentales obtenues au moyen de radioindicateurs. Il a calculé le nombre des cations et anions qui participent à l'échange par unité d'aire à la surface de BaSO4 et SrSO4 pour des particules équivalentes, des particules cationiques et des particules anioniques. Pour des particules équivalentes obtenues en lavant les précipités soigneusement à l'eau, il a constaté des rapports constants des cations aux anions participant à l'échange par unité d'aire. Pour des particules cationiques et des particules anioniques obtenues en traitant les précipités par des solutions contenant des ions baryum ou des ions sulfate, le rapport du nombre des cations participant à l'échange à celui des anions a été trouvé respectivement supérieur (particules cationiques) ou inférieur (particules anioniques). A partir des valeurs obtenues, l'auteur a précisé le nombre des ions sur la surface qui déterminent le potentiel. Dans le cas de SrSO4, les nombres des cations et des anions participant à l'échange par unité d'aire de la surfacç ont été mesurés en fonction de la température. L'auteur a constaté que ces nombres diminuaient rapidement au-dessous de 40°C dans les solutions aqueuses. Ceci s'explique par l'immobilisation des molécules d'eau en des points particuliers de la surface (par exemple dans les fissures), qui se produit progressivement à mesure que la température se rapproche du point de congélation. Cette explication est corroborée par le fait que l'immobilisation commence à des températures plus basses pour des mélanges d'eau et de méthanol. L'auteur a mesuré les équilibres d'échange entre cations différents à la surface des carbonates et sulfates alca ino-terreux et â la surface des tétraphénylborates alcalins. Il étudie les constantes d'équilibre relatives à ces échanges hétérogènes. De manière générale, ces équilibres accusent les mêmes tendances que les solubilités. C'est ainsi que les ions baryum sont enrichis à la surface du sulfate de strontium. Toutefois, le rapport des solubilités ne constitue pas une mesure de ces équilibres. Les équilibres d'échange à la surface des suliates akalino-terreux révèlent un comportement «idéal»; ils sont indépendants des paramètres du réseau. (author)Abstract (Spanish)
El autor presenta y analiza en esta memoria nuevos datos experimentales obtenidos mediante el empleo de indicadores radiactivos. Para partículas equivalentes, catiónicas y aniónicas, determinó el número de cationes y aniones que participan en el intercambio por unidad de área en la superficie del BaSO4 y del SrSO4. Para las partículas equivalentes obtenidas lavando con agua los precipitados, observó relaciones constantes de cationes y aniones de intercambio por unidad de área superficial. En el caso de partículas catiónicas y amónicas obtenidas tratando los precipitados con soluciones que contienen iones bario o iones sulfato, respectivamente, encontró que la ' relación del número de cationes que participan en el intercambio al de aniones era superior para las partículas catiónicas e inferior para las aniónicas. A partir de los valores asf obtenidos, el autor evaluó el ntímero de iones sobre la superficie que determinan el potencial. En el caso del SrSO4, se midieron en función de la temperatura los números de cationes y de aniones que participan en el intercambio por unidad de área superficial, observándose que en soluciones acuosas disminuyen rápidamente por debajo de 40°C. Esto se explica por el hecho de que las moléculas de agua existentes en puntos particulares de la superficie (fisuras, por ejemplo) van inmovilizándose gradualmente a medida que la temperatura se aproxima al punto de congelación. De conformidad con esta explicación, se observó que la inmovilización comienza a temperaturas inferiores para las mezclas agua-metanol. El autor midió los equilibrios de intercambio entre cationes diferentes sobre la superficie de carbonatos y sulfatos alcalinotérreos, como también sobre la superficie de tetrafenilboratos alcalinos. Analiza las constantes de equilibrio correspondientes a estos intercambios heterogéneos. En general, dichos equilibrios acusan las mismas tendencias que las solubilidades. Los iones bario, por ejemplo, se enriquecen en la superficie del sulfato de estroncio. La relación de solubilidades, sin embargo, no constituye una medida de estos equilibrios. Los equilibrios de intercambio en la superficie de los sulfatos alcalinotérreos muestran un comportamiento «ideal»; son independientes de los parámetros del reticulado. (author)Abstract (Russian)
Obsuzhdajutsja novye jeksperimental'nye dannye, poluchennye pri pomoshhi metoda izotopnyh indikatorov. Opredelennoe chislo obmenivajushhihsja kationov i anionov na edinicu ploshhadi poverhnosti BaSO4 i SrSO4 bylo izmereno dlja jekvivalentnyh chastic, kationnyh chastic i anionnyh chastic. Jekvivalentnye chasticy, poluchennye putem tshhatel'noj promyvki osadkov vodoj, pokazyvajut postojannoe kolichestvo obmenivajushhihsja kationov i anionov na edinicu ploshhadi poverhnosti. Dlja kationnyh chastic i anionnyh chastic, poluchennyh putem obrabotki osadkov rastvorami, soderzhashhimi sootvetstvenno iony barija ili iony sul'fata, otnoshenie chisla obmenivajushhihsja kationov i anionov izmenjalos' v storonu uvelichenija (kationnye chasticy) ili umen'shenija (anionnye chasticy). Na osnovanii poluchennyh velichin bylo opredeleno chislo opredeljajushhih potencial ionov na poverhnosti. V sluchae SrSO4 chislo obmenivajushhihsja kationov i anionov na edinicu ploshhadi poverhnosti bylo izmereno kak funkcija temperatury. Obnaruzheno, chto jeto chislo rezko umen'shaetsja pri temperature nizhe 40°S v vodnyh rastvorah. Jeto objasnjaetsja svjazyvaniem vodnyh molekul v opredelennyh tochkah poverhnosti (naprimer, v treshhinah), proishodjashhim postepenno s priblizheniem k tochke zamerzanija. V sootvetstvii s takim ob'jasneniem svjazyvanie nachinaetsja pri bolee nizkih temperaturah dlja smesej voda-metanol. Obmennye ravnovesija mezhdu razlichnymi kationami byli izmereny na poverhnosti shhelochnozemel'nyh karbonatov i sul'fatov i na poverhnosti shhelochnyh tetrafinilboratov. Obsuzhdajutsja konstanty ravnovesija dlja jetik geterogennyh obmennyh reakcij. Voobshhe jeti ravnovesija projavljajut tu zhe tendenciju, chto i rastvorimost'. Iony barija, naprimer, obogashhajutsja na poverhnosti sul'fata stroncija. Kojefficient rastvorimosti, odnako, ne byl izmeren dlja jetih ravnovesij. Obmennye ravnovesija na poverhnosti shhelochnozemel'nyh sul'fatov demonstrirujut ''ideal'noe'' povedenie; oni nezavisimy ot parametrov reshetok. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Équilibres d'Échange a la Surface des Cristaux Ioniques; Obmennye ravnovesiya na poverkhnosti ionnykh kristallov; Equilibrios de Intercambio en la Superficie de Cristales Ionicos
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Exchange Reactions. Proceedings of the Symposium on Exchange Reactions
- Imprint Pagination
- 430 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 385-397
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Exchange Reactions
- Dates
- 31 May - 4 Jun 1965
- Place
- Upton, NY (United States)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 44073996
- Subject category
- S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- ANIONS; AQUEOUS SOLUTIONS; BARIUM IONS; BARIUM SULFATES; CARBONATES; CATIONS; ION EXCHANGE; LATTICE PARAMETERS; MELTING POINTS; METHANOL; STRONTIUM; STRONTIUM SULFATES; TRACER TECHNIQUES
- Descriptors DEC
- ALCOHOLS; ALKALINE EARTH METAL COMPOUNDS; ALKALINE EARTH METALS; BARIUM COMPOUNDS; CARBON COMPOUNDS; CHARGED PARTICLES; DISPERSIONS; ELEMENTS; HOMOGENEOUS MIXTURES; HYDROXY COMPOUNDS; IONS; ISOTOPE APPLICATIONS; METALS; MIXTURES; ORGANIC COMPOUNDS; OXYGEN COMPOUNDS; PHYSICAL PROPERTIES; SOLUTIONS; STRONTIUM COMPOUNDS; SULFATES; SULFUR COMPOUNDS; THERMODYNAMIC PROPERTIES; TRANSITION TEMPERATURE
Optional Information
- Notes
- 10 refs., 2 tabs., 3 figs.
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--64/12