برهمکنش های جذب سطحی فسفات و آهن (ii) روی گئوتایت

فسفر (p) و آهن (fe) از عناصر ضروری برای رشد گیاهان، حیوانات و انسان هستند. رفتار شیمیایی آهن در سیستم های طبیعی نظیر خاک، به ویژه در خاکهای غرقابی و شالیزارها، اثر زیادی بر قابلیت استفاده و تغییر شکل تعداد زیادی از دیگر عناصر از جمله فسفر دارد. تحرک و قابلیت استفاده فسفر و آهن در خاک، بوسیله واکنشهای جذب سطحی – رها سازی و انحلال - رسوب کنترل می شود. میزان تغییر در این واکنشها تابعی از شرایط محیطی، به ویژه سطح فعالیت پروتون(ph) و الکترون(pe) است. با توجه به اهمیت فرآیند جذب سطحی در کنترل غلظت آهن و اثر آن بر غلظت فسفر در فاز محلول، در این تحقیق فرآیند جذب سطحی فسفات و آهن(ii) و برهمکنشهای آنها روی هیدروکسید آهن گئوتایت در دامنه ای از ph، غلظت اولیه فسفات و آهن (ii)، و قدرت یونی بررسی گردید. علاوه بر این، با توجه به اهمیت سطح ویژه در ظرفیت جذب سطحی (هیدرو)اکسیدهای آهن، فرآیند جذب سطحی فسفات و آهن (ii) و بر هم کنش آنها روی شش نمونه گئوتایت با سطح ویژه متفاوت بررسی گردید. رفتار باری گئوتایت، از آنالیز دادههای تیتراسیون اسید و باز در قدرت های یونی مختلف تعیین شد. دادههای آزمایشی نقطه صفر بار الکتریکی کانی را در ph 9/1 نشان داد. دادههای آزمایشگاهی بوسیله مدل مکانیستیکی cd-music آنالیز گردیدند. این دادهها با در نظر گرفتن دو کمپلکس درون کرهای سطحی feohfeoh? و feohfeoh2? برای آهن (ii) و دو کمپلکس درون کره ای سطحی feopo2oh? و fe2o2po2? برای فسفات به درستی توصیف گردیدند. جذب سطحی آهن (ii) با افزایش ph افزایش یافت ولی برای فسفات کاهش یافت. استخراج تقریباّ کامل آهن(ii) جذب سطحی شده، عدم رسوب آن در طی آزمایش را نشان داد. محاسبات نشان داد که کمپلکس feohfeoh2? گونه اصلی آهن(ii) جذب سطحی شده است. برای فسفات، محاسبات نشان داد که کمپلکس feopo2oh? گونه اصلی فسفات جذب سطحی شده در ph اسیدی و گونه fe2o2po2? گونه اصلی فسفات جذب سطحی شده در phهای متوسط و بازی است. داده های آزمایشی روی کانی های مختلف با ضرایب جذب سطحی یکسان به درستی پیش بینی گردیدند. این نشان میدهد که اگرچه سطح ویژه اثر قابل توجهی بر جذب سطحی فسفات دارد، اما تغییر در سطح ویژه اثری بر روی دانسیته گروه های عاملی ندارد. مقایسه ایزوترمهای جذب سطحی فسفات در حضور و در عدم حضور آهن (ii) نشان داد که با افزایش آهن (ii) جذب سطحی فسفات بیشتر میشود. محاسبات نشان داد که در سیستمهای رقابتی، کمپلکس سطحی feohfepo4? نیز تشکیل میشود. این گونه سطحی از ph حدود 5 تشکیل و در ph 8 تا 9 به حداکثر مقدار میرسد. تشکیل این کمپلکس موجب افزایش جذب سطحی فسفات در حضور آهن (ii) می شود. محاسبات توزیع بار نشان داد که در کمپلکس feohfepo4? از آهن (ii) جذب سطحی شده به آهن (iii) ساختار کانی انتقال الکترونی صورت می گیرد.