مریم خلیلی راد - دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران
حسن توفیقی - دانشیار دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

در این مطالعه ضرایب انتخاب گری مربوط به تبادل K-Ca در رس جدا شده از خاک ایلایتی و تخلیه شده برای زمان های متفاوت ۰، ۶، ۲۵ و ۱۵۰ ساعت در دو قدرت یونی ۳/۰ و ۰۰۲/۰ مولار محاسبه و پارامترهای ترمودینامیکی مربوطه تعیین گردید. با افزایش جزء هم ارز پتاسیم (EK)، ضرایب انتخاب گری کر (KKer)، ونسلو (KV)، گاپون (KG)، گینز-توماس (KGT) و دیویس (KD) در همه رس ها افزایش یافت. در دامنه ۷/۰EK≤، ۱KV< بود که گویای آن است که فاز تبادل گر در این دامنه پتاسیم را بر کلسیم ترجیح می دهد. در EK های خیلی بالا، کلسیم بر پتاسیم ترجیح داده شد. مدل رزماند-کرنفلد (KRK) به خوبی بر داده های تبادلی برازش یافت. پارامتر β در این معادله کوچکتر از ۶۶/۰ بود که حاکی از ناهمگنی مکان های تبادلی در رس های مورد مطالعه بود. مقادیر β، بر اثر تخلیه پتاسیم از رس کاهش یافت. علاوه بر این، با کاهش قدرت یونی از ۳/۰ به ۰۰۲/۰ مولار، میانگین β کاهش یافت که گویای افزایش ناهمگنی بر اثر کاهش قدرت یونی بود. مدل محلول مرتب نیز به خوبی بر داده ها برازش یافت. برای همه رس ها Kex کوچکتر از ۱ و G°exΔ مثبت بود. تفاوت معنا داری بین Kex رس های تخلیه شده به درجات متفاوت مشاهده نشد که گویای آن است که در رس های تخلیه شده و سپس فروریزش کرده، درجه تخلیه اولیه پتاسیم بر ویژگی های انتخاب گری رس تاثیری نداشته است. با کاهش قدرت یونی Kex افزایش و ΔG°ex کاهش یافت که گویای کاهش تمایل برای جذب K+ نسبت به Ca۲+ بود. با تغییر EK، Kex کمابیش ثابت بود. با افزایش ECa، ƒK کاهش و ƒCa افزایش یافت. مقایسه مقادیر ƒK و ƒCa محاسبه شده به دو روش ترمودینامیکی و مدل محلول مرتب نشان داد که مقادیر ƒK حاصل از مدل محلول مرتب بیشتر از ƒK محاسبه شده از روش ترمودینامیکی است.

انرژی آزاد استاندارد واکنش, تبادل K-Ca, ثابت تعادل, رس تخلیه شده از پتاسیم, ضرایب انتخابگری