Échangeurs d’ions bidimensionnels

I. — Équilibre d’Échange et Sélectivité de l’Échangeur

Laboratoire de Chimie Physique de la Faculté des Sciences de Paris, 11, rue Pierre-Curie, Paris, V e, France.

Résumé

On mesure l’adsorption de plusieurs savons cationiques (sels d’ammonium quaternaire substitué) et des ions PoCl₆^2– à la surface de leurs solutions aqueuses, au moyen de méthodes originales basées sur l’emploi de corps marqués aux radioéléments.

Les cations organiques attirent les ions PoCl₆^2– plus fortement que les ions Cl^–. Il s’ensuit que les couches monomoléculaires des savons cationiques adsorbés se comportent comme des échangeurs d’ions bidimensionnels vis-à-vis des allions POCl₆^2– et Cl^–.

A partir des résultats des mesures d’adsorption nous calculons le coefficient d’échange sélectif ou de sélectivité qui pour nos systèmes est très élevé. Nous trouvons de plus que ce coefficient est fonction, d’une part, de la nature chimique (du caractère hydrophobe en particulier) des cations organiques qui constituent les sites de l’échangeur d'ions bidimensionnel et, d’autre part, de la distance entre ces sites.

Nous trouvons que l’enthalpie libre du processus d’échange sélectif entre les anions étudiés est une fonction linéaire de la distance entre les sites.

L’intérêt des échangeurs d’ions bidimensionnels en tant que modèle possible de la surface interne des résines échangeuses d’ions et des membranes biologiques est signalé.

Abstract

The adsorption of several cationic soaps (derivatives of substituted quaternary ammonium) and of the PoCl₆^2– ions at the surface of their aqueous solutions, is measured by means of original methods depending on the use of compounds labelled with radioactive atoms.

The organic cations attract the PoCl₆^2– ions more strongly than the Cl^– ions. It follows that the monolayers of the adsorbed cationic soaps behave as two-dimensional ion exchangers relatively to the anions PoCl₆^2– and Cl^–.

Starting with the experimental results of the adsorption we calculate the coefficient of selective exchange or the selectivity which for our systems is very high. Moreover we find that this coefficient is a function of the chemical nature (the hydrophobic character in particular) of the organic cations which constitute the sites of the two-dimensional ion exchanger, and of the distance between these sites.

We find that the free enthalpy of the process of selective exchange between the anions we study is a linear function of the distance between the sites.

It is pointéd out that the two-dimensional ion exchangers may constitute interesting models of the internai surface of organic ion exchangers and of biological membranes.