Thermodynamics of ion exchange as an adsorption process

Authors


Abstract

A thermodynamic description of adsorption from liquid solutions can be used as a basis for a rigorous thermodynamic treatment of ion exchange. Previous treatments were based upon the implicit assumption that the resin phase contains only fixed ionic groups and bound counter-ions. However, porous ion exchangers can also absorb (or adsorb) the solvent and electrolytes dissolved in it. The observed selectivity of the exchanger depends upon the amount of solvent adsorbed, so that the definition of the boundary (Gibbs dividing surface) between the solid exchanger and the bulk liquid solution becomes important. Instead of the usual counter-ion selectivity, the variable which describes the uptake of electrolyte is the equivalent of the surface excess. This paper is concerned with the definition and properties of this variable and with the development of an integral thermodynamic consistency test.

On peut faire un traitement thermodynamique rigoureux de l'échange d'ions en utilisant une description thermodynamique de l'adsorption à partir de solutions liquides.

Abstract

Les traitements antérieurs étaient basés sur l'hypothèse implicite que la phase résine ne contient que des groupes ioniques fixes et des contre-ions liés. Cependant les échangeurs d'ions poreux peuvent également absorber (ou adsorber) le solvant et les electrolytes qu'il contient. La sélectivité observée de l'échangeur dépend de la quantité du solvant adsorbée, de telle sorte que la définition de la limite (la surface de séparation de Gibbs) entre l'échangeur solide et l'ensemble de la phase liquide, devient très importante. Au lieu de la sélectivité du contre-ion, la variable qui décrit la rétention de l'électrolyte est l'équivalent d'un excès en surface. Cet article traite de la définition et des propriétés de cette variable et de l'établissement d'un test de cohérence thermodynamique.

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