Thermodynamique de l’échange des cations alcalins dans les argiles

Institut Agronomique, Université de Louvain, Louvain, Belgique., Belgique..

Résumé

La détermination des isothermes d’échange par la méthode de la dialyse d’équilibre pour dix couples de cations alcalins a permis le calcul de la variation standard d’énergie libre correspondant à la substitution d’un cation par un autre à la surface d’une argile du type de la montmorillonite. Deux méthodes de calcul différentes ont été utilisées avec des résultats concordants. L’enthalpie d’échange a été déterminée par trois méthodes expérimentales différentes dont la chaleur de neutralisation des argiles - H par les hydroxydes alcalins. Cette dernière méthode a permis de vérifier la loi parabolique de décroissance de la teneur en ion hydrogène avec le temps. L’enthalpie et l’énergie libre d’échange sont voisines et de même signe. La substitution d'un ion par un autre ion préférentiellement absorbé se traduit donc par une perte d’entropie. Il existe une assez bonne corrélation entre les valeurs d’énergie libre et d’enthalpie et la différence des polarisabilités des deux ions participant à la réaction d’échange.