Transport d’eau dans les membranes échangeuses de cations

¹ Laboratoire de Chimie macromoléculaire, Faculté des Sciences et des Techniques de Rouen, 76130 Mont-Saint-Aignan, France.
² Commissariat à l’Énergie atomique, Centre d’Études Nucléaires de Cadarache, 13-Saint-Paul-lez-Durances, France.

Résumé

Une technique de mesure automatique des flux électroosmotiques a été conçue et mise au point. Un système d’amplification permet de mesurer des flux électroosmotiques faibles en un temps n’excédant pas 10 mn.

Nous présentons les résultats des nombres de transport d’eau obtenus avec deux membranes échangeuses de cations. L’influence de plusieurs paramètres a été étudiée (densité de courant, concentration et nature des contre-ions, température).

Dans le cas des mesures en convection naturelle verticale, on note une dépendance entre le nombre de transport d’eau et la densité de courant.

Une élévation de température accroît les nombres de transport d’eau, cette dépendance est fonction de l’ion compensateur, mais reste néanmoins peu importante (0,1 % par degré).

Dans une dernière partie, nous avons comparé les nombres de transport d’eau mesurés et calculés suivant le modèle de Manning pour le chlorure de sodium à différentes concentrations. Le modèle rend compte de façon satisfaisante des résultats expérimentaux.

Abstract

We have developed an automatic technique for the measurement of electroosmotic flows. Amplification allows us to measure small electroosmotic flow in less than ten minutes.

The water transport numbers obtained with two different cation exchange membranes are presented. The influence of many parameters (current density, concentration, nature of the counter-ion and temperature) have been studied. When c measurements are made under natural convection, the transport number is found to be current dependent. An increase in the temperature brings about 0,1 % per degree increase in the water transport number. This temperature dependance is a function of the counter-ion but is nevertheless quite small.

Finally, we have compared the water transport numbers measured with those calculated according to the Manning’s modele. In the case of sodium chloride at different concentrations, the modele gives a satisfactory agreement between experimental and calculated values.