Abstract
Electrochemical properties of Georgia kaolinite in aqueous suspension were studied by ion adsorption, potentiometric titration, and electrophoretic mobility measurements. Kaolinite in 0.001 M and 0.1 M NaCl solution showed qualitatively both pH independent and pH depender negative and positive charges through pH range 2.5-11.0 when dissolved aluminum ions from kaolinite were considered as well as $Na^+$ and $Cl^-$ as index ions. Electrophoretic mobilities (EM) of 0.02 wt. % kaolinite suspension in distilled water and 0.001 M NaCl solution were approximately constant against mobility measuring time consumed in the electrophoresis cell at different pH values, and isoelectric points(IEP) were around pH 4.7. EM values in 0.1 M NaCl solution were positive and constant against mobility measuring time below pH 4; but above pH 4, EM values were negative for the first 10 seconds followed by positive values which became approximately constant through stepped changes after 10 minutes. Hydrated cations may bind to the six- member oxygen ring sites having multiple partial negative charges on the exterior tetrahedral layer surface by both electrostatic and hydrogen bonding force while hydrated anions bind to the partially positively charged hydrogen atoms on the exterior octahedral layer surface. Parts of the aluminol groups on the exterior octahedral layer surface as well as edge faces may be involved in complex reactions and have both anion and cation exchange capacities in the electrolyte solution above pH 4.
이온흡착, 전위차적정, 전기이동법 등을 이용 하여 kaolinite 현탄액의 전기 화학적 성질을 연구하였다. 0.001M 또는 0.1M NaCl 용액중에서 kaolinite로부터 용해되어 나온 알루미늄 이온이 $Na^+$ 및 $Cl^-$과 같이 지시이온으로서 kaolinite 표면에 흡착되는 것을 고려할 때 kaolinite는 pH independent + 및 -전하와 pH dependent + 및 -전하를 모두 가지고 있었다. 증류수와 0.001M NaCl 용액중에서 kaolinite 입자의 전기이동은 전기 이동셀(cell)에서 측정이 시작된 후 시간경과(전기이동 측정시간)에 관계없이 일정한 이동성을 나타냈으나 0.1M NaCl 용액중에서 kaolinite 입자는 등전점 (pH 4.7) 이상에서는 측정시간이 경과함에 따라 전하가 -에서 +로 변화하였다. 즉 최초 10초 동안에는 -전하를 가지며 그 후에는 +전하를 띠면서 전기이동 속도가 단계적으로 증가하게 되는데 약 10분 후에는 일정하게 되었다. 이것은 아마도 제일 바깥쪽 Octahedral layer 표면의 aluminol group의 부분들이 높은 이온 강도의 전해질 용액중에서 분해되어 복잡한 전기이중층(electric double layer)을 이루고 이것이 전기장 내에서 이동할 때 표면으로부터 counter이온들이 점차 떨어져 나가는 과정에서 전하(net charge)의 변화가 생기는 것으로 생각된다.