تبادل دو‌گانه K-Ca توسط یک رس جدا شده از خاک با مینرالوژی غالب ایلایت (میکا): 2- تعیین ضرایب انتخاب‌گری و پارامترهای ترمودینامیکی و اثر تخلیه پتاسیم بر آن‌ها

Abstract

در این مطالعه ضرایب انتخاب‌گری مربوط به تبادل K-Ca در رس‌ جدا شده از خاک ایلایتی و تخلیه شده برای زمان‌های متفاوت 0، 6، 25 و 150 ساعت در دو قدرت یونی 3/0 و 002/0 مولار محاسبه و پارامترهای ترمودینامیکی مربوطه تعیین گردید. با افزایش جزء هم‌ارز پتاسیم (E_K)، ضرایب انتخاب‌گری کر (K_Ker)، ونسلو (K_V)، گاپون (K_G)، گینز-توماس (K_GT) و دیویس (K_D) در همه رس‌ها افزایش یافت. در دامنه 7/0E_K≤، 1K_V< بود که گویای آن است که فاز تبادل‌گر در این دامنه پتاسیم را بر کلسیم ترجیح می‌دهد. در E_K‌‌های خیلی بالا، کلسیم بر پتاسیم ترجیح داده شد. مدل رزماند-کرنفلد (K_RK) به‌خوبی بر داده‌های تبادلی برازش یافت. پارامتر β در این معادله کوچکتر از 66/0 بود که حاکی از ناهمگنی مکان‌های تبادلی در رس‌های مورد مطالعه بود. مقادیر β، بر اثر تخلیه پتاسیم از رس کاهش یافت. علاوه ‌بر‌این، با کاهش قدرت یونی از 3/0 به 002/0 مولار، میانگین β کاهش یافت که گویای افزایش ناهمگنی بر اثر کاهش قدرت یونی بود. مدل محلول مرتب نیز به‌خوبی بر داده‌ها برازش یافت. برای همه رس‌ها K_ex کوچکتر از 1 و G^°_exΔ مثبت بود. تفاوت معنا‌داری بین K_ex رس‌های تخلیه شده به درجات متفاوت مشاهده نشد که گویای آن است که در رس‌های تخلیه شده و سپس فروریزش کرده، درجه تخلیه اولیه پتاسیم بر ویژگی‌های انتخاب‌گری رس تأثیری نداشته است. با کاهش قدرت یونی K_ex افزایش و ΔG^°_ex کاهش ‌یافت که گویای کاهش تمایل برای جذب K⁺ نسبت به Ca²⁺ بود. با تغییر E_K، K_ex کمابیش ثابت بود. با افزایش E_Ca، ƒ_K کاهش و ƒ_Ca افزایش یافت. مقایسه مقادیر ƒ_K و ƒ_Ca محاسبه شده به دو روش ترمودینامیکی و مدل محلول مرتب نشان داد که مقادیر ƒ_K حاصل از مدل محلول مرتب بیشتر از ƒ_K محاسبه شده از روش ترمودینامیکی است.