Sorción e Intercambio Iónico
La sorción y el intercambio iónico en las superficies minerales y orgánicas controlan la retención y liberación de nutrientes, metales y contaminantes en suelos y sedimentos.
Definition
El estudio de la acumulación de iones y moléculas en las interfases sólido-solución en suelos y sedimentos, incluyendo el intercambio iónico reversible y la adsorción específica.
Scope
Este tema abarca el intercambio catiónico y aniónico en superficies cargadas, la adsorción específica y la complejación superficial de metales y oxianiones, las isotermas de sorción y el particionamiento de compuestos orgánicos, y la dependencia de estos procesos del pH, la fuerza iónica y las propiedades de la superficie.
Core questions
- ¿Qué distingue el intercambio iónico no específico de la adsorción específica?
- ¿Cómo controlan el pH y la fuerza iónica la sorción?
- ¿Cómo se describen los datos de sorción mediante isotermas y modelos de complejación superficial?
- ¿Por qué los contaminantes orgánicos se particionan en la materia orgánica del suelo?
Key theories
- Complejación superficial e intercambio iónico
- La retención de iones abarca desde el intercambio electrostático débil y reversible en sitios de carga permanente hasta la adsorción específica fuerte y dependiente del pH a través de la complejación superficial en óxidos de carga variable, proporcionando una descripción unificada de la sorción en el suelo.
Mechanisms
La carga negativa permanente en las arcillas impulsa el intercambio catiónico reversible, mientras que los óxidos de carga variable y los sitios de borde forman complejos superficiales de esfera interna y externa, cuya fuerza depende del pH y del ion. Los compuestos orgánicos no polares se particionan principalmente en la materia orgánica del suelo, lo que se describe mediante coeficientes de partición vinculados al contenido de carbono orgánico.
Clinical relevance
La sorción y el intercambio iónico determinan la biodisponibilidad, la lixiviación y la movilidad de nutrientes y contaminantes, y son fundamentales para predecir el transporte y para el diseño de la remediación.
History
Desde los primeros estudios del intercambio de bases en suelos, el campo avanzó a través de la modelización de la complejación superficial y la confirmación espectroscópica de los mecanismos de unión a finales del siglo XX.
Key figures
- Garrison Sposito
- Donald L. Sparks
Related topics
Seminal works
- sparks2003
- sposito2008
Frequently asked questions
- ¿Qué es la capacidad de intercambio catiónico?
- Es la cantidad de cationes intercambiables que un suelo puede retener en sus superficies cargadas negativamente, una medida clave de su capacidad para retener nutrientes.