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Ideal Behavior in Na+-Trace Metal Cation Exchange on Camp Berteau Montmorillonite

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2024

Garrison Sposito
Affiliation:
Department of Soil and Environmental Sciences, University of California, Riverside, California 92521
Shas V. Mattigod
Affiliation:
Department of Soil and Environmental Sciences, University of California, Riverside, California 92521

Abstract

The conditions under which an exchanger phase will behave as an ideal mixture are established from thermodynamic principles. It is shown that, if a stoichiometric cation-exchange reaction is reversible, the exchanger phase will exhibit ideal behavior if the Vanselow selectivity coefficient is independent of the exchanger composition. This criterion is applied to some recently published data for Na+-trace metal cation exchange on Camp Berteau montmorillonite. An analysis of the data suggests that, so long as the exchange process is reversible, Na+-trace metal cation exchange produces an exchanger phase that behaves as an ideal mixture.

Резюме

Резюме

Исходя из термодинамических принципов, были установлены условия, при которых обменная фаза ведет себя как идеальная смесь. Показано, что если стехиометрическая реакция катионного обмена является обратимой, обменная фаза прявляает свойства идеальной смеси при условии, что коэффициент селективности Ванселоу является независимым от обменного состава. Этот критерий применим к некоторым недавно опубликованным данным, касающимся катионного обмена рассеяанных металлов с Na+ в монтмориллоните Кэмп Бертеау. Анализ Данных показал, что до тех пор пока процесс является обратимым, в результате катионного обмена Na+ с рассеянными металлами образуется обменная фаза, которая ведет себя как идеальная смесь.

Resümee

Resümee

Die Bedingungen, unter denen sich eine Austauschphase wie eine ideale Mischung verhält, werden aus thermodynamischen Prinzipien aufgestellt. Es wird gezeigt, daß, wenn eine stöchiometrische Kationenaustauschreaktion umkehrbar ist, die austauschphase ideales Verhalten zeigt, falls der Vanselow Selektivitätskoeffizient unabhängig von der Zusammensetzung der Austauschers ist. Dies Kriterium wird auf einige, vor kurzem veröffentlichte Daten für Na+-Spurenmetallkationen- austausch mit Camp Berteau Montmorillonit angewendet. Eine Analyse der Daten schlägt vor, daß solange wie der Austauschvorgang umkehrbar ist, Na+-Spurenmetallkationenaustausch eine Austauschphase produziert, die sich wie eine ideale Mischung verhält.

Résumé

Résumé

Les conditions sous lesquelles une phase d’échange se comportera comme un mélange idéal sont établies à partir de principes thermodynamiques. Il peut être démontré que si une réaction stoichiométrique d’échange de cation est réversible, la phase d’échange montrera un comportement idéal si le coefficient de sélectivité Vanselow est indépendant de la composition de l’élément échangeur. Ce critère est appliqué à des données récemment publiées concernant l’échange de cation du métal traceur-Na+ sur de la montmorillonite Camp Berteau. Une analyse des données suggère que, tant que la processus d’échange est réversible, l’échange de cation du métal traceur-Na+ produit une phase d’échange se comportant comme un mélange idéal.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © 1979, The Clay Minerals Society

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References

Bittell, J. E. and Miller, R. J. (1974) Lead, cadmium and calcium selectivity coefficients on a montmorillonite, illite and kaolinite: J. Environ. Qual. 3, 250253.CrossRefGoogle Scholar
El-Sayed, M. H., Burau, R. G., and Babcock, K. L. (1970) Thermodynamics of copper (II)-calcium exchange on bentonite clay: Soil Sci. Soc. Am. Proc. 34, 397400.CrossRefGoogle Scholar
Gaines, G. L. and Thomas, H. C. (1953) Adsorption studies on clay minerals. II. A formulation of the thermodynamics of exchange adsorption. J. Chem. Phys. 21, 714718.CrossRefGoogle Scholar
Guggenheim, E. A. (1952) Mixtures: Oxford Univ. Press, London.Google Scholar
Lewis, G. N. and Randall, M. (1961) Thermodynamics: 2nd ed., Rev. by K. S. Pitzer and L. Brewer, McGraw-Hill, New York.Google Scholar
McBride, M. B. (1978) Copper (II) interactions with kaolinite: Factors controlling adsorption: Clays & Clay Minerals 26, 101106.CrossRefGoogle Scholar
Maes, A., Peigneur, P., and Cremers, A. (1976) Thermodynamics of transition metal ion exchange in montmorillonite: Proc. Int. Clay Conf. Mexico City, 1975, 319329.Google Scholar
Sposito, G. (1977) The Gapon and the Vanselow selectivity coefficients: Soil Sci. Soc. Am. J. 41, 12051206.CrossRefGoogle Scholar
Vanselow, A. P. (1932) Equilibria of the base-exchange reactions of bentonites, permutites, soil colloids, and zeolites: Soil Sci. 33, 95113.CrossRefGoogle Scholar