Sorção e Troca Iónica
A sorção e a troca iónica nas superfícies minerais e orgânicas controlam a retenção e a libertação de nutrientes, metais e contaminantes em solos e sedimentos.
Definition
O estudo da acumulação de iões e moléculas nas interfaces sólido-solução em solos e sedimentos, incluindo a troca iónica reversível e a adsorção específica.
Scope
Este tópico abrange a troca catiónica e aniónica em superfícies carregadas, a adsorção específica e a complexação superficial de metais e oxianiões, as isotermas de sorção e a partição de compostos orgânicos, e a dependência destes processos do pH, da força iónica e das propriedades da superfície.
Core questions
- O que distingue a troca iónica não específica da adsorção específica?
- Como o pH e a força iónica controlam a sorção?
- Como os dados de sorção são descritos por isotermas e modelos de complexação superficial?
- Por que os contaminantes orgânicos particionam para a matéria orgânica do solo?
Key theories
- Complexação superficial e troca iónica
- A retenção de iões abrange desde a troca eletrostática fraca e reversível em locais de carga permanente até a adsorção específica forte e dependente do pH através da complexação superficial em óxidos de carga variável, fornecendo uma descrição unificada da sorção do solo.
Mechanisms
A carga negativa permanente nas argilas impulsiona a troca catiónica reversível, enquanto os óxidos de carga variável e os locais de borda formam complexos superficiais de esfera interna e externa, cuja força depende do pH e do ião. Compostos orgânicos apolares particionam-se principalmente na matéria orgânica do solo, descritos por coeficientes de partição ligados ao teor de carbono orgânico.
Clinical relevance
A sorção e a troca iónica determinam a biodisponibilidade, a lixiviação e a mobilidade de nutrientes e contaminantes, sendo centrais para a previsão do transporte e para o desenho de remediação.
History
Desde os primeiros estudos de troca de bases em solos, o campo avançou através da modelagem de complexação superficial e da confirmação espectroscópica dos mecanismos de ligação no final do século XX.
Key figures
- Garrison Sposito
- Donald L. Sparks
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Seminal works
- sparks2003
- sposito2008
Frequently asked questions
- O que é a capacidade de troca catiónica?
- É a quantidade de catiões trocáveis que um solo pode reter nas suas superfícies carregadas negativamente, uma medida chave da sua capacidade de reter nutrientes.