Studies with model membranes

XVII. — Evaluation of thermodynamic activation parameters and effective fixed charge density of parchment supported and polystyrene moulded membranes

Division of Physical Chemistry, Department of Chemistry, Aligarh Muslim University, Aligarh U.P.,, India.

Abstract

The transport processes occuring across the parchment supported membrane have been extensively studied by using Nernst Planck flux equation taking into account the membrane resistance R_m. membrane potential E_m. etc. The diffusion rate sequence and selectivity of the membrane for various uni, bi and trivaient cations were found to be dependent on the difference in the hydration energies of counter ions in the external solution. The various activation thermodynamic parameters namely enthalpy of activation ΔH≠, free energy of activation ΔF≠ and entropy of activation ΔS≠ were evaluated by applying the theory of Absolute Heaction Mate. The values of AS≠ were found to be negative indicating that diffusion lakes place with partial immobilization in the membrane phase. Λ formal relation between ΔH_hydration,.ΔF_hydration, and ΔS_hydration with corresponding values of ΔH≠, AP≠ and AS≠ for diffusion was also found to exist for the membrane. The effective fixed charge density and permselectivity were also evaluated by the method of irreversible thermodynamics of polystyrene moulded membranes which point towards the weak field strength of the charged groups thereby confirming our results for dilfusion studies.

Résumé

Les processus de transport à travers des membranes, sur support de parchemin, ont été étudiés par la théorie de flux de Nernst et Planck. On trouve que les séquences des taux de diffusion et la sélectivité de membrane pour les divers calions, à valence une, deux ou trois, dépendent de différence d'énergie d'hydratation des ions opposés dans la solution extérieure. Les divers paramètres d'action thermodynamique, qui sont l'enlhalpic d'activation ΔH≠. l'énergie libre d'activation ΔF≠ et l’entropie d'activation ΔS≠ ont été évalués par la théorie de taux absolu de réaction. La valeur négative de ΔS≠ indique la diffusion avec immobilisation partielle en phase de membrane. On trouve qu’une relation formelle existe pour la membrane entre ΔH_hyd, ΔF_hyd, et ΔS_hyd, avec des valeurs correspondantes pour ΔΗ≠. ΔF≠ et ΔS≠.La densité effectivement permanente et la permsélectivité ont été aussi évaluées en appliquant la thermodynamique irréversible des membranes moulées de polystyrène; elles indiquent des champs faibles des groupes chargés, confirmant ainsi les résultats de nos éludes de diffusion.