Transport d’eau dans les membranes échangeuses de cations

III. — Modèle pour l’interprétation de l’influence des couches de polarisation sur les nombres de transport d’eau

Laboratoire de Chimie Macromoléculaire, Faculté des Sciences et des Techniques de Rouen, 76130 Mont-Saint-Aignan, France.

Résumé

Nous présentons une interprétation des mesures d’électroosmose d’une membrane échangeuse de cations effectuées en convection naturelle ou forcée. Les bases du calcul reposent sur les propriétés, à l’état stationnaire, des flux qui sont décrits par les équations de Nernst-Planck. La membrane est assimilée à un milieu macroscopique homogène, les films de polarisation, supposés d’épaisseur identique, sont décrits dans l’hypothèse de Nernst.

Nous avons pu ainsi exprimer les paramètres influençant le flux électroosmotique ; en particulier l’influence de la polarisation de concentration.

Nous montrons que la polarisation est un des facteurs qui permet d’expliquer en outre la variation du nombre de transport d’eau avec la densité de courant; cette variation étant étroitement liée aux types de convection existant aux interfaces membrane-solution.

Abstract

We have developed a theoretical interpretation of electroosmotic measurements of a cation exchange membrane under conditions of natural or imposed convection. The calculations are based on the steady state flux properties described by the Nernst-Planck equations. The membrane is assumed to be homogeneous. The thickness of the polarization layers are assumed to be identical on both sides of the membrane and are described under the Nernst hypothesis.

Parameters which only influence the electroosmotic flow, particularly the concentration polarization were derived. It was shown that the concentration polarization is one of the factors giving rise to an interpretation of the current dependance of the water transport numbers.

We have also explained, for a given profile, the effect of the type of convection on the current dependance of the water transport number.