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Volumetric properties modeling in unsaturated solutions of the ternary Na2SO4 – H2SO4 – H2O and MgSO4 – H2SO4 – H2O systems from 298.15 to 318.15K and at 101.3kPa using the Pitzer equations
Indexado
WoS WOS:001464755600001
Scopus SCOPUS_ID:105001718379
DOI 10.1016/J.ELECTACTA.2025.146155
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This work presents a modeling approach to describe the volumetric properties in unsaturated solutions of the ternary Na2SO4 - H2SO4 - H2O and MgSO4 - H2SO4 - H2O systems from 298.15 to 318.15 K and at 101.3 kPa using the Pitzer equations, incorporating the partial dissociation of HSO-4 (aq). These systems contain two salts that form part of the electrolytic environment found in salt lakes brines in the north of Chile, which are used to produce lithium compounds. The densities measured in this study for ternary systems exhibited trends consistent with changes in concentration and temperature, with Na2SO4(aq) and MgSO4(aq) having a greater impact on densities compared to H2SO4(aq). New volumetric parameters for the H2SO4 - H2O system was obtained and their volumetric interaction coefficients in ternary mixtures with Na2SO4(aq) and MgSO4(aq) in water were determined at 298.15, 308.15, and 318.15 K, incorporating the partial dissociation of HSO-4 (aq), thereby expanding the existing database. The resulting standard deviations were low (below 1 %), demonstrating the model robustness in predicting volumetric properties for complex multi-component systems. The analysis of the volume of mixing in the ternary systems suggests that interactions between aqueous species and water can induce structural changes in the total volume of solutions, associated directly with solvation effects. The ternary systems containing H2SO4(aq), Na2SO4(aq) promote an increase in the system volume, while MgSO4(aq) strongly contracts it. This behavior is primarily attributed to the stronger solvation effect of Mg2+ ions compared to Na+, SO2-4 , and HSO-4 ions.

Revista



Revista ISSN
Electrochimica Acta 0013-4686

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Disciplinas de Investigación



WOS
Electrochemistry
Scopus
Electrochemistry
Chemical Engineering (All)
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Fuentes, Aldo N. - Universidad de Antofagasta - Chile
2 Claros, Martha - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
3 Barrueto, Yahaira - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
Sustainable Minerals Inst Int Ctr Excellence Chile - Chile
UNIV QUEENSLAND - Australia
The University of Queensland - Australia
4 Jimenez, Yecid - Universidad de Antofagasta - Chile
5 Justel, Francisca J. - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile

Muestra la afiliación y género (detectado) para los co-autores de la publicación.

Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Universidad de Antofagasta
Universidad Técnica Federico Santa María
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
ANID-Subdireccion de Capital Humano/Doctorado Nacional
ANID through the Fondecyt
SMI-ICE-Chile
Doctorado en Ingenieria de Procesos de Minerales program at the Universidad de Antofagasta

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Agradecimientos



Agradecimiento
The authors are grateful for funding provided by ANID through the Fondecyt Project No 1122073 entitled "Measurement and modeling of thermodynamic properties of constituent electrolyte systems of brines in the production of lithium salts". The authors also thank the Universidad Tecnica Federico Santa Maria, the SMI-ICE-Chile, and the Universidad de Antofagasta for their support. A.N. Fuentes thanks grant to ANID-Subdireccion de Capital Humano/Doctorado Nacional/2023-21230277, and to the Doctorado en Ingenieria de Procesos de Minerales program at the Universidad de Antofagasta.
The authors are grateful for funding provided by ANID through the Fondecyt Project N\u00B01122073 entitled \u201CMeasurement and modeling of thermodynamic properties of constituent electrolyte systems of brines in the production of lithium salts\u201D. The authors also thank the Universidad T\u00E9cnica Federico Santa Mar\u00EDa, the SMI\u2013ICE\u2013Chile, and the Universidad de Antofagasta for their support. A.N. Fuentes thanks grant to ANID\u2013Subdirecci\u00F3n de Capital Humano/Doctorado Nacional/2023\u201321230277, and to the Doctorado en Ingenier\u00EDa de Procesos de Minerales program at the Universidad de Antofagasta.

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