The Exchange of Alkylammonium Ions on Na-Laponite

Abstract

The exchange of various alkylammonium cations from aqueous solution by sodium laponite has been studied. The affinity of the clay for these organic cations was linearly related to the molecular weight, molecular size or chain length of the alkylammonium ions. The affinity for the clay increases regularly with increasing chain length of the primary amines. A comparison of primary, secondary, and tertiary amines, containing the same alkylgroups shows that the affinity increases in the order R₁NH₃⁺ < R₂NH₂⁺ < R₃NH⁺. These affinity sequences were attributed to important van der Waals contributions and changes in ion hydration states. The thermodynamic excess function, ΔG_m^E, was calculated and indicated that with respect to the pure homoionic forms the heterogeneous Na⁺-alkylammonium surface phases were more stable than they would be if the mixing were ideal.

Резюме

Изучался обмен различными катионами между водным раствором алкил-аммония и натриевым лапонитом. Сродство глины к этим органическим катионам линейно связано с молекулярным весом, молекулярным размером или длиной цепи ионов алкиламмония. Сродство к глине увеличивается закономерно с увеличением длины цепи первичных аминов. Сравнение первичных, вторичных и третичныхаминов, содержащих одинаковые алкилные группы, показывает что сродство увеличивается в последовательности R₁NH₃⁺ <R₃ NH^*<R₃NH⁺. Эта последовательность сродства относится за счет важного вклада сил Ван-Дер-Ваалса и изменений в ионных гидратационных состояниях. Была вычислена термодинамическая избыточная функция, ΔG_m^E, которая показала, что по отношению к чистым гомоионным формам гетерогенные Ыа⁺-алкиламмониевые поверхностные фазы были более стойкими, чем они были бы, если бы смешивание было идеальным.

Kurzreferat

Der Austausch von verschiedenen Alkylammoniumkationen in wäßrigen Lösungen durch Natriumlaponit wurde examiniert. Die Affinität der Tonerden für diese organischen Kationen war in linearischer Verwandtschaft mit Molekülargewicht, Molekülgröße oder Kettenlänge der Alkylammoniumionen. Die Affinität für den Ton steigt an mit zunehmender Kettenlänge der primären Amine.Ein Vergleich primärer, sekundärer und tertiärer Amine, welche dieselben Alkylgruppen enthalten, zeigt, daß die Affinität in der folgenden Reihen folge zunimmt: R₁NH₃⁺<R₂NH₂⁺<R₃NH⁺.Diese Affinitätenreihenfolge wurde wichtigen Van der Waalsschen Kräften und Änderungen im Ionenhydratszustand zugeschrieben. Die thermodynamische Überschußfunktion, Δ_m^E, wurde berechnet und deutet an, daß mit Hinsicht auf die puren, homoionischen Formen, die heterogenen Natrium-Alkylammonium Oberflächenphasen waren stabiler als unter Umständen, in denen das Mischen ideal war.

Résumé

L’échange par la laponite de sodium de cations variés d'alkylammonium d'une solution aqueuse a été étudié. L'affinite de l'argile pour ces cations organiques était apparentée de manière linéaire au poids moléculaire, à la taille moléculaire ou à la longueur de la chaîne des ions alkylammonium. L'affinité de l'argile croît régulièrement avec la longueur croissante de la chaîne des amines primaires. Une comparaison d'aminés primaires, secondaires, et tertiaires, contenant le même groupe alkyl montre que l'affinité croît dans l'ordre R₁NH₃⁺<R₂NH₂⁺<R₃NH⁺.Ces suites d'affinités étaient attribuées à d'importantes contributions Van der Waals et à des changements dans les états d'ions hydratés. La fonction d'excès thermodynamique, ΔG a été calculée et a indiqué que relativement aux pures formes homoloniques, les phases de surface hétérogènes Na - alkylammonium étaient plus stables qu’ elles ne le seraient si le mélange était idéal.