تعیین رفتار باری کائولینایت تابعی از ph، قدرت یونی و نوع الکترولیت

در خاک انواع متعددی از ذرات کلوئیدی باردار وجود دارد. بار سطحی ذرات کلوئیدی یا ناشی از جایگزینی همشکل یون ها در ساختار کانی و یا ناشی از واکنش گروه های سطحی کانی با یون پروتون است. بار سطحی ذرات کلوییدی بر بسیاری از پدیده های فیزیکی و شیمیایی خاک، نظیر تبادل یونی، پایداری خاکدانه ها، نفوذپذیری، تغذیه گیاهان، و نگهداشت و انتقال آلاینده ها موثر است. کانی کائولینایت یکی از انواع مهم ذرات کلوئیدی خاک است که دارای هر دو نوع بار سطحی وابسته به ph و ناشی از جایگزینی همشکل است. در این تحقیق، رفتار باری کائولینایت سمیرم در محدوده ph، 10-5/4 و غلظت 005/0، 05/0 و 5/0 مولار هر یک از الکترولیت های licl، nacl، kcl، cscl، nano_3، mgcl_2، cacl_2 و bacl_2به روش تیتراسیون ناپیوسته اسید و باز مورد بررسی قرار گرفت. داده های آزمایشی نشان داد که کائولینایت در ph های متوسط و اسیدی دارای بار مثبت و در phهای بازی دارای بار منفی است. مقدار بار سطحی کانی با افزایش فاصله از pzc افزایش یافت. در حضور الکترولیت های 1:1، افزایش غلظت الکترولیت در ph < pzc موجب کاهش بارهای مثبت سطحی کانی و در ph > pzc موجب افزایش بارهای منفی گردید. علاوه بر غلظت الکترولیت، نوع آن نیز بر مقدار بار سطحی تاثیر گذاشت. در غلظت ثابت الکترولیت، با افزایش شعاع کریستالوگرافی و در نتیجه کاهش شعاع هیدراته کاتیون های یک ظرفیتی، اثر آن ها روی تغییر در بار سطحی کانی افزایش یافت. به گونه ای که حداکثر بار سطحی منفی در حضور الکترولیت cscl مشاهده شد. اثر الکترولیت های 1:2 روی بار سطحی کانی در phهای متوسط و بازی بیشتر از ph اسیدی بود که احتمالاً حاصل برآیند اثر کاتیون دو ظرفیتی با پروتون برای واکنش با سایت های تبادلی روی سطوح جانبی و برهمکنش آنیون کلرید با گروه های عاملی لبه کانی است. کاهش بارهای مثبت ناشی از افزایش قدرت یونی در ph < pzc به افزایش رقابت بین کاتیون ها با یون h^+ برای خنثی کردن سایت های تبادلی منفی حاصل از جانشینی همشکل نسبت داده شد. در حالی که افزایش بار منفی در اثر افزایش قدرت یونی در ph > pzc به افزایش رقابت بین کاتیون الکترولیت با یون h^+ برای خنثی کردن بار گروه های عاملی لبه کانی نسبت داده شد.