Kinetic parameters of isotopic exchange reaction in finite bath

Authors


Abstract

A mathematical model has been proposed for an isotopic exchange reaction between the solid particles and ions in a solution of finite volume. A theoretical equation has been derived to predict the exchange fraction as a function of the dimensionless time T with the kinetic parameters ξ, ξ1 and final fractional uptake U as parameters for the exchange rate controlled by combined film diffusion, surface chemical reaction and intraparticle diffusion. The exchange fraction increases as the values of T, U, ξ and ξ, increase. Experimental results of the isotopic exchange systems CaCO3(s)Ca2+ (aq), CaC2O4(s)/ Ca2+ (aq) and Ca-form Dowex 50W-X8/Ca2+ (aq) agree well with the theoretical equation proposed in this study.

Abstract

On a proposé un modèle mathématique dans le cas d'une réaction avec échange isotopique entre les particules solides et les ions dans une solution de volume fini. On a mis au point une équation théorique pour prévoir la fraction de l'échange, en fonction du temps sans dimensions T, dans laquelle les paramètres cinétiques ξ et ξ1 ainsi que la prise fractionnelle et finale U étaient paramètres pour le taux d'échange que contrǒlaient à la fois la diffusion en couche mince, la réaction chimique superficielle et la diffusion entre les particules. La fraction d'échange s'est accrue à mesure que les valeurs de T, U, ξ et ξ1 augmentaient. Les résultats expérimentaux obtenus avec les systèmes d'échange isotopique CaCO3(S)/Ca2+ (eau), CaC2O4(S)/Ca2+ (eau) et Ca-forme Dowex 50W-X8/Ca2+ (eau) ont bien concordé avec l'équation théorique proposée dans la présente étude.

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