अधिशोषण और आयन विनिमय
खनिज और कार्बनिक सतहों पर अधिशोषण और आयन विनिमय मिट्टी और तलछट में पोषक तत्वों, धातुओं और दूषित पदार्थों के प्रतिधारण और विमोचन को नियंत्रित करते हैं।
Definition
मिट्टी और तलछट में ठोस-विलयन अंतरापृष्ठों पर आयनों और अणुओं के संचय का अध्ययन, जिसमें प्रतिवर्ती आयन विनिमय और विशिष्ट अधिशोषण शामिल है।
Scope
यह विषय आवेशित सतहों पर धनायन और ऋणायन विनिमय, धातुओं और ऑक्सीएनियनों का विशिष्ट अधिशोषण और सतह संकुलन, कार्बनिक यौगिकों के अधिशोषण समताप और विभाजन, और पीएच, आयनिक शक्ति और सतह गुणों पर इन प्रक्रियाओं की निर्भरता को शामिल करता है।
Core questions
- गैर-विशिष्ट आयन विनिमय विशिष्ट अधिशोषण से किस प्रकार भिन्न है?
- पीएच और आयनिक शक्ति अधिशोषण को कैसे नियंत्रित करते हैं?
- समताप और सतह-संकुलन मॉडल द्वारा अधिशोषण डेटा का वर्णन कैसे किया जाता है?
- कार्बनिक दूषित पदार्थ मिट्टी के कार्बनिक पदार्थ में क्यों विभाजित होते हैं?
Key theories
- सतह संकुलन और आयन विनिमय
- आयन प्रतिधारण स्थायी-आवेश साइटों पर कमजोर, प्रतिवर्ती इलेक्ट्रोस्टैटिक विनिमय और परिवर्तनीय-आवेश ऑक्साइड पर सतह संकुलन के माध्यम से मजबूत, पीएच-निर्भर विशिष्ट अधिशोषण तक फैला हुआ है, जो मिट्टी के अधिशोषण का एक एकीकृत विवरण प्रदान करता है।
Mechanisms
मिट्टी पर स्थायी ऋणात्मक आवेश प्रतिवर्ती धनायन विनिमय को संचालित करता है, जबकि परिवर्तनीय-आवेश ऑक्साइड और किनारे की साइटें आंतरिक- और बाहरी-गोलीय सतह संकुल बनाती हैं जिनकी शक्ति पीएच और आयन पर निर्भर करती है। अध्रुवीय कार्बनिक यौगिक मुख्य रूप से मिट्टी के कार्बनिक पदार्थ में विभाजित होते हैं, जिसे कार्बनिक-कार्बन सामग्री से जुड़े विभाजन गुणांकों द्वारा वर्णित किया जाता है।
Clinical relevance
अधिशोषण और आयन विनिमय पोषक तत्वों और दूषित पदार्थों की जैवउपलब्धता, निक्षालन और गतिशीलता का निर्धारण करते हैं, और परिवहन की भविष्यवाणी और उपचारात्मक डिजाइन के लिए केंद्रीय हैं।
History
मिट्टी में क्षार विनिमय के शुरुआती अध्ययनों से, 20वीं सदी के अंत में सतह-संकुलन मॉडलिंग और बंधन तंत्र की स्पेक्ट्रोस्कोपिक पुष्टि के माध्यम से इस क्षेत्र में प्रगति हुई।
Key figures
- Garrison Sposito
- Donald L. Sparks
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Seminal works
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Frequently asked questions
- धनायन-विनिमय क्षमता क्या है?
- यह विनिमेय धनायनों की वह मात्रा है जिसे मिट्टी अपनी ऋणावेशित सतहों पर धारण कर सकती है, जो पोषक तत्वों को बनाए रखने की उसकी क्षमता का एक प्रमुख माप है।