Hostname: page-component-cd9895bd7-jkksz Total loading time: 0 Render date: 2024-12-23T23:42:36.887Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

The Exchange of Alkylammonium Ions on Na-Laponite

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2024

E. F. Vansant  and
G. Peeters
E. F. Vansant
Affiliation:
Department of Chemistry, University of Antwerp (U.I.A.), Wilrijk, Belgium
G. Peeters
Affiliation:
Department of Chemistry, University of Antwerp (U.I.A.), Wilrijk, Belgium
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Core share and HTML view are not available for this content. However, as you have access to this content, a full PDF is available via the ‘Save PDF’ action button.

The exchange of various alkylammonium cations from aqueous solution by sodium laponite has been studied. The affinity of the clay for these organic cations was linearly related to the molecular weight, molecular size or chain length of the alkylammonium ions. The affinity for the clay increases regularly with increasing chain length of the primary amines. A comparison of primary, secondary, and tertiary amines, containing the same alkylgroups shows that the affinity increases in the order R1NH3+ < R2NH2+ < R3NH+. These affinity sequences were attributed to important van der Waals contributions and changes in ion hydration states. The thermodynamic excess function, ΔGmE, was calculated and indicated that with respect to the pure homoionic forms the heterogeneous Na+-alkylammonium surface phases were more stable than they would be if the mixing were ideal.

Резюме

Резюме

Изучался обмен различными катионами между водным раствором алкил-аммония и натриевым лапонитом. Сродство глины к этим органическим катионам линейно связано с молекулярным весом, молекулярным размером или длиной цепи ионов алкиламмония. Сродство к глине увеличивается закономерно с увеличением длины цепи первичных аминов. Сравнение первичных, вторичных и третичныхаминов, содержащих одинаковые алкилные группы, показывает что сродство увеличивается в последовательности R1NH3+ <R3 NH*<R3NH+. Эта последовательность сродства относится за счет важного вклада сил Ван-Дер-Ваалса и изменений в ионных гидратационных состояниях. Была вычислена термодинамическая избыточная функция, ΔGmE, которая показала, что по отношению к чистым гомоионным формам гетерогенные Ыа+-алкиламмониевые поверхностные фазы были более стойкими, чем они были бы, если бы смешивание было идеальным.

Kurzreferat

Kurzreferat

Der Austausch von verschiedenen Alkylammoniumkationen in wäßrigen Lösungen durch Natriumlaponit wurde examiniert. Die Affinität der Tonerden für diese organischen Kationen war in linearischer Verwandtschaft mit Molekülargewicht, Molekülgröße oder Kettenlänge der Alkylammoniumionen. Die Affinität für den Ton steigt an mit zunehmender Kettenlänge der primären Amine.Ein Vergleich primärer, sekundärer und tertiärer Amine, welche dieselben Alkylgruppen enthalten, zeigt, daß die Affinität in der folgenden Reihen folge zunimmt: R1NH3+<R2NH2+<R3NH+.Diese Affinitätenreihenfolge wurde wichtigen Van der Waalsschen Kräften und Änderungen im Ionenhydratszustand zugeschrieben. Die thermodynamische Überschußfunktion, ΔmE, wurde berechnet und deutet an, daß mit Hinsicht auf die puren, homoionischen Formen, die heterogenen Natrium-Alkylammonium Oberflächenphasen waren stabiler als unter Umständen, in denen das Mischen ideal war.

Résumé

Résumé

L’échange par la laponite de sodium de cations variés d'alkylammonium d'une solution aqueuse a été étudié. L'affinite de l'argile pour ces cations organiques était apparentée de manière linéaire au poids moléculaire, à la taille moléculaire ou à la longueur de la chaîne des ions alkylammonium. L'affinité de l'argile croît régulièrement avec la longueur croissante de la chaîne des amines primaires. Une comparaison d'aminés primaires, secondaires, et tertiaires, contenant le même groupe alkyl montre que l'affinité croît dans l'ordre R1NH3+<R2NH2+<R3NH+.Ces suites d'affinités étaient attribuées à d'importantes contributions Van der Waals et à des changements dans les états d'ions hydratés. La fonction d'excès thermodynamique, ΔG a été calculée et a indiqué que relativement aux pures formes homoloniques, les phases de surface hétérogènes Na - alkylammonium étaient plus stables qu’ elles ne le seraient si le mélange était idéal.

Keywords

AlkylammoniumExchangeEquilibriumIsothermsLaponite
Type
Research Article
Information
Clays and Clay Minerals , Volume 26 , Issue 4 , August 1978 , pp. 279 - 284
Copyright
Copyright © 1978, The Clay Minerals Society

References

Aue, D. H., Webb, H. M. and Bowers, M. T. (1972) Quantitative prelative gas-phase basicities of alkylamines, correlation with solution basicity: J. Am. Chem. Soc. 94, 4726.CrossRefGoogle Scholar
Clare, K. E. (1947) Effect of cetyl pyridinium bromide on the water adsorption and swelling of soil: Nature (London) 160, 828.CrossRefGoogle Scholar
Cowan, C. T. and White, D. (1958) The mechanism of exchange reactions occurring between sodium montmorillonite and various n-primary aliphatic amine salts: Trans. Faraday Soc. 54, 691.CrossRefGoogle Scholar
Emmerson, W. W. (1960) Complexes of Ca-montmorillonite with polymers: Nature (London) 186, 573.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, 714.CrossRefGoogle Scholar
Jordan, J. W. (1949) Organophilic bentonites. I. Swelling in organic liquids: J. Phys. Chem. 53, 294.CrossRefGoogle Scholar
Maes, A. and Cremers, A. (1977) Charge density effects in ion exchange. Part 1. Heterovalent exchange equilibria: J. Chem. Soc. 73, 1807.Google Scholar
Maes, A., Marynen, P. and Cremers, A. (1977) The ion exchange adsorption of alkylammonium ions: an alternative view: Clays & Clay Minerals 25, 309.CrossRefGoogle Scholar
Neumann, B. S. and Sansom, K. G. (1970a) Laponite clay, a synthetic inorganic gelling agent for aqueous solutions of polar organic compounds: J. Soc. Cosmet. Chem. 21, 237.Google Scholar
Neumann, B. S. and Sansom, K. G. (1970b) The study of gel formation and flocculation in aqueous clay dispersions by optical and Theological methods: Isr. J. Chem. 8, 315.CrossRefGoogle Scholar
Robinson, R. A. and Stokes, R. H. (1959) Electrolyte Solutions: Butterworths, London. 481 pp.Google Scholar
Theng, B. K. G., Greenland, D. J. and Quirk, J. P. (1967) Adsorption of alkylammonium cations by montmorillonite: Clay Miner. 7, 1.CrossRefGoogle Scholar
Vansant, E. F. and Uytterhoeven, J. B. (1972) Thermodynamics of the exchange of n-alkylammonium ions on Na-montmorillonite: Clays & Clay Minerals 20, 47.CrossRefGoogle Scholar