Self-diffusion coefficients of the trivalent lanthanide ions ¹⁵³Gd (III) and ¹⁷⁰Tm (III) in concentrated aqueous solutions

Laboratory of Analytical Chemistry and Diffusion, Faculté des Sciences de Tunis, 1060 Belvédère, Tunisia.

Abstract

The ionic self-diffusion coefficients D of the trivalent ions ¹⁵³Gd(III) and ¹⁷⁰Tm(III), have been determined in aqueous solutions of La (NO₃) ₃-HNO₃ and Gd (NO₃) 3-HNO₃ (pH=2.5) at 25°C by the open-end capillary method (O.E.C.M.). The diffusion data obtained in large range of concentration as well as the physico-chemical properties, allow to derive the following informations:

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  The limiting value Do at zero ionic strength, respectively 6.04 10^-6cm²s^_1 for Gd(III) and 5.96 10^-6cm2s^_1 for Tm(III).

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  The validity of the Onsager limiting law.

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  The ionic self-diffusion coefficient as a function of the ionic strength for non-symmetrical 3:1 electrolytes in dilute solutions.

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  A more extended law available for an intermediate range of concentration up to 0.1M.

Résumé

Les coefficients d' auto-diffusion ionique D des ions traceurs trivalents ¹⁵³Gd(III) et ¹⁷⁰Tm(III), sont déterminés dans les solutions aqueuses d'électrolytes La(NO₃)₃-HNO₃ et Gd(NO₃)₃-HNO₃ (pH=2,5) à 25°C par la méthode du capillaire (O.E.C.M.). Les résultats de diffusion obtenus dans un large domaine de concentration ainsi que l'étude de certaines propriétés physico-chimiques, permettent d'élucider les informations suivantes:

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  La valeur limite Do à force ionique nulle, soit 6,04 10^-6cm²s^-1 pour Gd(III) et 5,96 10^-6cm²s^-1 pour Tm(III).

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  La validité de la loi limite d'Onsager.

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  La variation du coefficient d'auto-diffusion ionique en fonction de la force ionique pour les électrolytes assymétriques (3:1) dans les solutions diluées.

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  L'extention de le loi limite aux milieux moyennement concentrés jusqu'à 0,1M.