Sorption dan Pertukaran Ion

Sorption dan pertukaran ion pada permukaan mineral dan organik mengontrol retensi dan pelepasan nutrisi, logam, dan kontaminan dalam tanah dan sedimen.

Definition

Studi tentang akumulasi ion dan molekul pada antarmuka padat-larutan dalam tanah dan sedimen, termasuk pertukaran ion reversibel dan adsorpsi spesifik.

Scope

Topik ini mencakup pertukaran kation dan anion pada permukaan bermuatan, adsorpsi spesifik dan kompleksasi permukaan logam dan oksianion, isoterm sorption dan partisi senyawa organik, serta ketergantungan proses-proses ini pada pH, kekuatan ionik, dan sifat permukaan.

Core questions

• Apa yang membedakan pertukaran ion nonspesifik dari adsorpsi spesifik?
• Bagaimana pH dan kekuatan ionik mengontrol sorption?
• Bagaimana data sorption dijelaskan oleh isoterm dan model kompleksasi permukaan?
• Mengapa kontaminan organik berpartisi ke bahan organik tanah?

Key theories

Kompleksasi permukaan dan pertukaran ion

Retensi ion mencakup pertukaran elektrostatik yang lemah dan reversibel pada situs bermuatan permanen serta adsorpsi spesifik yang kuat dan bergantung pada pH melalui kompleksasi permukaan pada oksida bermuatan variabel, memberikan deskripsi terpadu tentang sorption tanah.

Mechanisms

Muatan negatif permanen pada lempung mendorong pertukaran kation reversibel, sementara oksida bermuatan variabel dan situs tepi membentuk kompleks permukaan bola dalam dan bola luar yang kekuatannya bergantung pada pH dan ion. Senyawa organik nonpolar berpartisi terutama ke dalam bahan organik tanah, yang dijelaskan oleh koefisien partisi yang terkait dengan kandungan karbon organik.

Clinical relevance

Sorption dan pertukaran ion menentukan bioavailabilitas, pelindian, dan mobilitas nutrisi dan kontaminan, serta merupakan hal yang sentral dalam memprediksi transportasi dan desain remediasi.

History

Dari studi awal tentang pertukaran basa dalam tanah, bidang ini berkembang melalui pemodelan kompleksasi permukaan dan konfirmasi spektroskopis mekanisme ikatan pada akhir abad ke-20.

Key figures

• Garrison Sposito
• Donald L. Sparks

Seminal works

• sparks2003
• sposito2008

Frequently asked questions

Apa itu kapasitas pertukaran kation?

Ini adalah kuantitas kation yang dapat dipertukarkan yang dapat ditahan oleh tanah pada permukaan bermuatan negatifnya, sebuah ukuran kunci dari kemampuannya untuk menahan nutrisi.