تبادل دو گانه K-Ca توسط يك رس جدا شده از خاك با مينرالوژي غالب ايلايت (ميكا): 1- اثر تخليه - فروريزش رس ايلايت (ميكا) بر انتخابگري K-Ca تبادل دوگانه

Binary K-Ca exchange on a clay separated from a soil with dominate illite (mica) mineralogy: 1- Effect of depletion-collapse of illite (mica) on the K-Ca selectivity

در اين مطالعه اثر تخليه پتاسيم از يك رس ايلايت جدا شده از خاك بر انتخابگري تبادلي K-Ca در قدرت يوني 0/3 مولار مورد بررسي قرار گرفت. در اثر تيمار رس با محلول تترا فنيل برات سديم + كلريد سديم براي مدت زمان‌هاي 6 ، 25 و 150 ساعت به ترتيب 22/1، 30/8 و 40/7 درصد از پتاسيم كل از نمونه‌هاي رس آزاد گرديد. سرعت تخليه پتاسيم در ابتدا خيلي بيشتر بود و با گذشت زمان كاهش يافت. با افزايش درصد تخليه ظرفيت تبادل كاتيوني (CEC) نيز افزايش يافت كه گوياي آنست كه حداقل بخشي از پتاسيم آزاد شده از رس تخليه گرديده است. در اين بررسي خطاي اندازه‌گيري كلسيم تبادلي در صورت عدم تصحيح انحلال آهك بين 31/2 تا 76/7 درصد بود. برآورد تفاضل دفع و جذب آنيوني نيز نشان داد كه در اين رس‌ها جذب آنيوني بيشتر از دفع آنيوني مي‌باشد. مقايسه همدما‌‌هاي تبادلي K-Ca با همدماي عدم ترجيح نشان داد كه در رس تخليه نشده تا 0/8K≤Ẽ و در رس‌هاي تخليه شده تا 0/76K≤Ẽ پتاسيم نسبت به كلسيم و در 0/8K>Ẽ كلسيم اندكي بر پتاسيم ترجيح داده مي‌شود. مقايسه همدما‌هاي تبادلي رس‌هاي تخليه شده با هم نشان داد كه تخليه پتاسيم از رس ظاهراً بر ويژگي‌هاي ترجيحي تبادلگر اثري نداشته است. ديفركتوگرام‌هاي حاصل پس از اعمال تيمار با جز هم ارز 0/05 پتاسيم نشان داد كه در جريان تبادل K-Ca فرو ريزش لايه‌اي صورت گرفته است، اما مقادير CEC گوياي آن است كه فروريزش لايه‌اي در اين رس‌ها كامل نبوده است. با افزايش قدرت يوني ترجيح ظاهري K+ افزايش يافت و با كاهش آن يا رقيق شدن محلول تعادلي، Ca2+ بيشتري جذب گرديد. تفاوت همدما‌ها در دو قدرت يوني متفاوت بيانگر اثر رقت - ظرفيت مي‌باشد.

Effects of K-depletion on K-Ca exchange equilibiria were studied in a clay separated from a soil with dominant illite (mica) mineralogy. Treatment of clay with NaTPhB+NaCl for periods of 6, 25 and 150 hours resulted in release of 22.1, 30.8 and 40.7% of total K, respectively. K release was much faster at first and then gradually decreased with the time. Cation exchange capacity (CEC) of the clay increased with K-depletion, indicating that at least some of the K was released from the interlayers of the clay. Mineral weathering contributed significantly to the total extracted Ca. Thus, exchangeable Ca values overestimated by 31.2 to 76.7% when weathering was neglected. Anion adsorption was found to be more than negative adsorption. Comparison of exchange isotherms of K-Ca with non-preference isotherm indicated that K was preferred over calcium up to ẼK≤0.8 in non-depleted clay and up to ẼK≤0.76 in depleted clays. Slight preference of Ca over K was observed on ẼK>0.8. Comparison of K-depleted clay’s exchange isotherms demonstrated that selectivities of exchangers were not affected by K-depletion. A study of XRD patterns of the K-depleted clays after treatment of the clay with a solution having 0.05 equivalent fraction of potassium showed that during the K-Ca exchange, layers were collapsed, but CEC values of these clays indicated that the layer collapse of the clays were not complete. Apparent K preference was increased with ionic strength, and with dilution of equilibrium solution, more Ca was absorbed. The difference between the two exchange isotherms at the two different ionic strengths was a result of valence-dilution effect.