جذب سطحی و تبادل یونی
جذب سطحی و تبادل یونی در سطوح معدنی و آلی، کنترلکننده نگهداری و آزادسازی مواد مغذی، فلزات و آلایندهها در خاکها و رسوبات است.
Definition
مطالعه تجمع یونها و مولکولها در فصل مشترک جامد-محلول در خاکها و رسوبات، شامل تبادل یونی برگشتپذیر و جذب ویژه.
Scope
این موضوع شامل تبادل کاتیونی و آنیونی در سطوح باردار، جذب ویژه و تشکیل کمپلکس سطحی فلزات و اکسیآنیونها، ایزوترمهای جذب سطحی و تقسیم ترکیبات آلی، و وابستگی این فرآیندها به pH، قدرت یونی و خواص سطحی میشود.
Core questions
- چه چیزی تبادل یونی غیرویژه را از جذب ویژه متمایز میکند؟
- pH و قدرت یونی چگونه جذب سطحی را کنترل میکنند؟
- دادههای جذب سطحی چگونه توسط ایزوترمها و مدلهای کمپلکسسازی سطحی توصیف میشوند؟
- چرا آلایندههای آلی در مواد آلی خاک تقسیم میشوند؟
Key theories
- کمپلکسسازی سطحی و تبادل یونی
- نگهداری یون شامل تبادل الکترواستاتیکی ضعیف و برگشتپذیر در مکانهای با بار دائمی و جذب ویژه قوی و وابسته به pH از طریق کمپلکسسازی سطحی در اکسیدهای با بار متغیر است که توصیف یکپارچهای از جذب سطحی خاک را ارائه میدهد.
Mechanisms
بار منفی دائمی روی رسها باعث تبادل کاتیونی برگشتپذیر میشود، در حالی که اکسیدهای با بار متغیر و مکانهای لبهای، کمپلکسهای سطحی درونی و بیرونی را تشکیل میدهند که استحکام آنها به pH و یون بستگی دارد. ترکیبات آلی غیرقطبی عمدتاً در مواد آلی خاک تقسیم میشوند که با ضرایب تقسیم مرتبط با محتوای کربن آلی توصیف میشوند.
Clinical relevance
جذب سطحی و تبادل یونی، فراهمی زیستی، آبشویی و تحرک مواد مغذی و آلایندهها را تعیین میکنند و برای پیشبینی انتقال و طراحی روشهای اصلاحی حیاتی هستند.
History
از مطالعات اولیه تبادل باز در خاکها، این حوزه از طریق مدلسازی کمپلکسسازی سطحی و تأیید طیفسنجی مکانیسمهای پیوندی در اواخر قرن بیستم پیشرفت کرد.
Key figures
- Garrison Sposito
- Donald L. Sparks
Related topics
Seminal works
- sparks2003
- sposito2008
Frequently asked questions
- ظرفیت تبادل کاتیونی چیست؟
- این مقدار کاتیونهای قابل تبادلی است که یک خاک میتواند در سطوح با بار منفی خود نگه دارد، که معیاری کلیدی برای توانایی آن در نگهداری مواد مغذی است.