مقایسه معادلات سینتیکی برای توصیف آزادشدن آهن از برخی خاکهای آهکی

رهاسازی آهن از فازهای مختلف به درون محلول خاک یک فرآیند دینامیکی تنظیم‌کننده تأمین مداوم و پیوسته آهن برای گیاهان در حال رشد می‌باشد. به منظور تعیین الگوی آزاد شدن آهن، سینتیک آزادشدن آهن از 6 نمونه خاک برداشت‌شده از استان‌های خوزستان و گلستان با استفاده از محلول دی اتیلن تری آمین پنتا استیک اسید (DTPA) مطالعه گردید. تمامی خاکهای مورد بررسی آهکی بوده و مقدار کربنات کلسیم معادل آنها بین 26/2 تا 54/49 درصد متغیر بود. آزمایش‌های سینتیکی در شرایط رطوبتی واقع در دامنه تغییرات رطوبت مزرعه یعنی 35% رطوبت اشباع انجام شد. الگوی آزادشدن آهن از خاکها بدین شکل بود که یک واکنش سریع ابتدایی بوسیله یک واکنش کندتر ادامه یافت. در همه خاکها، آزادشدن کند حتی پس از گذشت 960 ساعت هنوز ادامه داشته و تعادل در هیچیک از خاکها حاصل نشد. معادلات سینتیکی مختلف (مرتبه صفر، مرتبه اول، مرتبه دوم، دیفیوژن پارابولیکی، الوویچ ساده‌شده، تابع توانی، دیفیوژن پوسته‌ای جلورونده غشایی و دیفیوژن ذره‌ای جلورونده غشایی) برای توصیف سرعت رهاسازی آهن از خاک بوسیله محلول DTPA استفاده شدند. مقایسه ضرایب تعیین (r2) و خطاهای معیار تخمین (SE) نشان داد که معادله های تابع توانی، دیفیوژن پارابولیکی، مرتبه اول و دیفیوژن ذره‌ای جلورونده غشایی به نحو قابل‌قبولی رهاسازی آهن را توصیف کردند در حالی‌که معادله‌های مرتبه صفر، مرتبه دوم، الوویچ ساده‌شده و دیفیوژن پوسته‌ای جلورونده غشایی قادر به توصیف سینتیک آزاد شدن آهن از خاکها نبودند. با این وجود، معادله مرتبه اول قادر به توصیف قابل‌قبول رهاسازی آهن در زمانهای کوتاه نبود. انطباق معادله دیفیوژن ذره‌ای جلورونده غشایی به داده‌های سینتیکی می‌تواند بیانگر این باشد که سرعت رهاسازی عمدتاً بوسیله دیفیوژن آهن و یا مولکولهای DTPA در بین ذرات خاک یا خاکدانه‌ها و نه دیفیوژن از میان لایه نازک آب احاطه‌کننده ذرات خاک، کنترل می‌شود.