Étude conductimétrique de l'hydrolyse des ions lanthanides dans l'eau

¹ Faculté des Sciences et Techniques, Monastir, Tunisie, France.
² Université Pierre et Marie Curie, Paris, France.
³ Institut de Physique Nucléaire, Orsay, France.

Résumé

Après une étude critique des données antérieures de la littérature, montrant que des écarts importants sont observés entre les valeurs expérimentales et la loi de Robinson et Stokes, nous proposons d'introduire le phénomène d'hydrolyse dans le traitement théorique afin d'obtenir les valeurs correctes des conductibilités équivalentes ioniques limites [math] des sels de lanthanides ainsi qu'une estimation de leurs constantes d'hydrolyse.

Une étude conductimétrique à haute précision, de la série des chlorures de lanthanides : LaCl₃, EuCl₃, GdCl₅, et LuCl₃ a été réalisée à la fois en milieu neutre et en milieu acide (HCl 10^-4 mol l^-1) en solutions peu concentrées (C [math] 5,10^-4 mol l^-1) afin de pouvoir appliquer la loi d'Onsager-Kim pour les mélanges d'électrolytes.

Avec ce nouveau protocole expérimental nous obtenons des valeurs correctes pour les [math] de ces ions de terres rares ainsi que des valeurs de constantes d'hydrolyse qui sont compatibles avec celles obtenues par d'autres méthodes physico-chimiques.

Abstract

A careful study of lanthanide salts conductance data show considerable departure between experimental value and the results expected from the Robinson and Stokes law giving the variation of conductibility against concentration. As a consequence the λ⁰ extrapolated values seem to be not reliable. We propose to introduce in the treatment of conductance data an extra contribution arising from the partial hydrolysis of lanthanides trivalents ions leading to species such as LnOH^{+ +}.

High precision measurements of the conductibility of aqueous solutions in the series : LaCl₃, EuCl₃, GdCl₃, LuCl₃ have been undertaken including a careful control of solutions pH. For each salt two series of determinations were made using either conductibility water or solution of HCl 10^-4 mol l^-1. Results could be computed with a generalized Onsager-Kim relation specialized in the treatment of multicomponent ionic solutions.

Our experimental and theoretical procedure lead to a consistent set of data which permits to derive together new [math] extrapolated values and also to reliable values of hydrolysis constants for the studied lanthanides ions.