شبنم جلیلیان - گروه علوم و مهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
فرانک رنجبر - گروه علوم و مهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

انتخاب­گری نسبی و ظرفیت تبادل­کاتیونی تبادل گر از جمله عوامل مهم و تعیین­کننده در جذب و نگهداشت کاتیون­ها محسوب می گردند. در این پژوهش، تاثیر مقدار جاذب، pH و زمان تماس بر انتخاب­پذیری پتاسیم توسط بنتونیت­های اشباع شده با کلسیم، منیزیم و سدیم در سیستم­های دوتایی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، به­منظور ارزیابی تاثیر نسبت­های اکیوالانی مختلف پتاسیم محلول (۱/۰، ۲/۰، ۴/۰، ۶/۰، ۸/۰، ۹/۰ و ۱) و کاتیون همراه بر مقدار جذب پتاسیم، آزمایش­های ایزوترم پتاسیم در حضور این جاذب­ها انجام شد. نتایج نشان داد که جذب پتاسیم توسط بنتونیت­های کلسیمی، منیزیمی و سدیمی با افزایش زمان تماس، افزایش پیدا کرد و در زمان ۲۴ ساعت به بیشترین مقدار خود رسید. معادله سینتیکی شبه مرتبه دوم نسبت به معادله شبه مرتبه اول بهتر توانست روند جذب پتاسیم توسط بنتونیت­ها را باگذشت زمان توصیف نماید. جذب پتاسیم توسط بنتونیت­های اشباع شده با منیزیم و سدیم، با افزایش مقدار جاذب در دامنه ۲-۱/۰ گرم، روند نزولی داشت، در حالی­که، بنتونیت کلسیمی بیشترین جذب پتاسیم را در مقدار ۲/۰ گرم نشان داد. با افزایش pH، درصد جذب پتاسیم از فاز محلول افزایش یافت؛ به گونه ای که در pH برابر ۹ به بیشترین مقدار خود رسید. میزان جذب پتاسیم توسط بنتونیت­ سدیمی و منیزیمی در تمام pHها، تقریبا به یک اندازه و در عین حال، بیشتر از بنتونیت کلسیمی صورت گرفت. نتیجه جالب توجه این پژوهش در شباهت بیشتر رفتار بنتونیت منیزیمی به بنتونیت سدیمی نسبت به بنتونیت کلسیمی بود. ضرایب انتخاب­پذیری وانسلو، گینز-توماس و گاپون تحت تاثیر زمان تماس، مقدار جاذب و pH تغییر کردند. مقایسه نتایج بررسی اثر فاکتورهای اشاره شده با نتایج ضرایب انتخاب­پذیری نشان داد که این ضرایب نمی­توانند ملاک قطعی برای قضاوت در مورد ترجیح­پذیری یک کاتیون نسبت به کاتیون دیگر برای جذب در مکان­های تبادلی باشند. بررسی ایزوترم جذب پتاسیم نشان داد که میزان جذب پتاسیم در فاز جامد با افزایش کسر اکیوالانی پتاسیم محلول، روند صعودی داشت؛ به گونه ای که حداکثر جذب پتاسیم، در بالاترین غلظت اولیه پتاسیم (۳۰ میلی اکیوالان در لیتر، معادل کسر اکیوالانی ۱)، مشاهده شد. بیشترین مقدار ضریب جذب خطی (Kd)، ۳/۱۵۱ لیتر در کیلوگرم و کمترین آن، ۹/۱۱ لیتر در کیلوگرم، به ترتیب در بنتونیت سدیمی و بنتونیت کلسیمی به دست آمد. پارامتر گرمای تبادل در معادله تمکین، به ترتیب برای بنتونیت­های سدیمی، منیزیمی و کلسیمی برابر ۵/۴، ۰/۵ و ۱/۱۹  (J mol-۱)به دست آمد. هر سه معادله خطی ساده، تمکین و فروندلیچ به خوبی به داده­های جذب پتاسیم برازش شدند. بیشترین مقدار ضریب تعیین برای معادله خطی ساده و کمترین خطای استاندارد برای معادله فروندلیچ برآورد شد.

ایزوترم, تبادل کاتیونی, گاپون, گینز-توماس, وانسلو