Capacidad De Intercambio Catiónico

cation exchange capacity

Boletín de la Sociedad Chilena de Química
versión impresa ISSN 0366-1644
Bol. Soc. Chil. Quím. v.47 n.4 Concepción dic. 2002
doi: 10.4067/S0366-16442002000400005 
Uso de la aproximación de Rothmund-Kornfeld para
la descripción del intercambio catiónico binario
en aluminosilicatos sintéticos de carga variable.
Mauricio Escudey, Juan E. Förster, Gerardo Galindoy Carmen Pizarro
Departamento de Química de los Materiales, Facultad de Química y Biología,
Universidad de Santiago de Chile, Av. B. O’Higgins 3363,
Casilla 40, Correo 33, Santiago, Chile.
(Recibido: Enero 22, 2002 - Aceptado: Julio 3, 2002)
RESUMEN
Se estudió la aplicabilidad del modelo empírico de Rothmund-Kornfeld en el análisis de equilibrios de intercambio catiónico binarios K-Ca,K-Mg, Ca-Mg y Ca-Zn en muestras de aluminosilicatos sintéticos con y sin recubrimientos que presentan carga variable (10 diferentes equilibrios binarios en total). Los resultados se compararon con aquellos obtenidos a través del modelo termodinámico de Gaines-Thomas, ampliamente usado y validado para el estudio del equilibrio de intercambio catiónico en sistemas de carga variable. Losaluminosilicatos sintéticos son sistemas con mayor capacidad de intercambio catiónico (CIC) que los suelos y sus correspondientes fracciones, presentando asimismo una mayor selectividad por K. Los valores de fracciones equivalentes de los iones adsorbidos determinados por Gaines-Thomas y calculados por Rothmund-Kornfeld correlacionan entre si, con valores de r2 en el rango 0.962-0.998 según sea el equilibriobinario considerado. Los logaritmos naturales de las constantes termodinámicas para los equilibrios binarios determinadas por ambos métodos presentan un r2=0.992 considerando las constantes de los 10 equilibrios binarios estudiados. Las diferencias observadas en las constantes se deben, probablemente, a la indeterminación en la resolución de la integral que involucra el cálculo de la constante deequilibrio planteada en el modelo de Gaines-Thomas.
El modelo de Rothmund-Kornfeld resultó ser un método válido para describir el equilibrio de intercambio catiónico binario en sistemas sintéticos de carga variable de alta CIC y alta selectividad por K.
PALABRAS CLAVES: Modelo empírico de Rothmund-Kornfeld, carga superficial variable, aluminosilicatos sintéticos, intercambio catiónico.
ABSTRACTThe applicability of Rothmund-Kornfeld semiempirical approach to describe the binary cationic exchange equilibria K-Ca, K-Mg, Ca-Mg, and Ca-Zn carried out on variable surface charge synthetic aluminosilicates with and without coating (10 samples at all), was studied. The equivalent fraction of adsorbed ions and the equilibrium constan results were compared with those obtained by using theGaines-Thomas approach, widely used and validated in cation exchange studies carried out on variable surface charge systems. The synthetic aluminosilicates (with and without coatings of iron oxides and organic matter) present a higher cationic exchange capacity (CEC) and K selectivity than similar soils and fractions. The equivalent fraction of adsorbed ions obtained by both aproaches correlates, r2ranges between 0.962-0.998. The natural logarithm of the thermodynamic constant determined by both approaches correlates with r2=0.992. The slight observed differences are probably due to integration errors associated with the resolution of equation involved in the Gaines-Thomas calculations.
The Rothmund-Kornfeld model can be applied to the describe the binary cation exchange equilibria carried outon synthetic variable surface charge systems, with independence of K selectivity and CEC magnitude of samples.
KEYWORDS: Rothmund-Kornfeld empirical approach, variable surface charge, synthetic aluminosilicates, cation exchange.
 
INTRODUCCIÓN
Los aluminosilicatos sintéticos de bajo grado de cristalinidad se han usado como modelo para ayudar a comprender e interpretar los procesos de...