Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен. Соколова Т.А - 146 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

146
нения Вэнслоу) для расчета коэффициентов селективности закону действия
масс.
Табл. 5.1. Эквивалентные доли Ca и Na в растворе и в ППК, мольные доли катионов в
ППК и коэффициенты селективности при обмене Ca ↔ Na на образце горизонта А1 луго-
во-каштановой почвы (составлено по Колесникову, 2004)
Равновесный
раствор
ППК
Е
Na
Е
Са
Е
Na
Е
Са
М
Na
М
Са
К
G Са-Na
К
V Са-Na
0,33 0,67 0,30 0,70 0,46 0,54 4,21 38,27
0,80 0,20 0,34 0,66 0,50 0,50 1,00 1,98
0,93 0,07 0,39 0,61 0,56 0,44 0,61 0,66
0,97 0,03 0,43 0,57 0,60 0,40 0,47 0,36
0,98 0,02 0,43 0,57 0,60 0,40 0,35 0,20
0,991 0,009 0,43 0,57 0,60 0,40 0,24 0,09
0,995 0,005 0,45 0,55 0,62 0,38 0,19 0,06
0,997 0,003 0,46 0,54 0,63 0,37 0,16 0,04
0,9991 0,0009 0,46 0,54 0,63 0,37 0,08 0,01
0,9996 0,0004 0,48 0,52 0,65 0,35 0,06 0,005
0,9997 0,0003 0,48 0,52 0,65 0,35 0,05 0,003
Очевидно, что для получения значений истинной термодинамической
константы обмена необходимо учитывать активности катионов не только в
растворе, но и в обменной форме, тогда уравнение для константы реакции
обмена, например для обмена К ↔ Са можно записать следующим образом
(Пинский, 1997, Essington, 2004):
][
][
222
2
2
CaNf
KNf
K
Ca
KK
K
CaCa
ex
(5.51),
где f
Ca
и
f
K
– коэффициенты активности обменных Са и К в твердой фазе, γ
Са
и
γ
К
– коэффициенты активности ионов Са
2+
и К
+
в растворе, N
Ca
и N
K
– мольные
доли Са и К в ППК, [K
+
] и [Ca
2+
] – концентрации ионов растворе в молях/л.
Очевидно, что при бинарном обмене сумма мольных долей двух катионов в
ППК равна 1. С учетом уравнения Вэнслоу (5.44) получаем:
V
K
Ca
ex
K
f
f
K
2
(5.52)
После логарифмирования:
ln K
ex
= ln K
V
+ ln f
Ca
– 2 ln f
K
(5.53) 
                                                                                             146
нения Вэнслоу) для расчета коэффициентов селективности закону действия
масс.
Табл. 5.1. Эквивалентные доли Ca и Na в растворе и в ППК, мольные доли катионов в
ППК и коэффициенты селективности при обмене Ca ↔ Na на образце горизонта А1 луго-
во-каштановой почвы (составлено по Колесникову, 2004)

            Равновесный
                                                       ППК
               раствор                                                 КG Са-Na   КV Са-Na
            ЕNa       ЕСа                ЕNa    ЕСа      МNa    МСа
           0,33       0,67               0,30   0,70     0,46   0,54     4,21      38,27
           0,80       0,20               0,34   0,66     0,50   0,50     1,00      1,98
           0,93       0,07               0,39   0,61     0,56   0,44     0,61      0,66
           0,97       0,03               0,43   0,57     0,60   0,40     0,47      0,36
           0,98       0,02               0,43   0,57     0,60   0,40     0,35      0,20
           0,991     0,009               0,43   0,57     0,60   0,40     0,24      0,09
           0,995     0,005               0,45   0,55     0,62   0,38     0,19      0,06
           0,997     0,003               0,46   0,54     0,63   0,37     0,16      0,04
          0,9991 0,0009                  0,46   0,54     0,63   0,37     0,08      0,01
          0,9996 0,0004                  0,48   0,52     0,65   0,35     0,06      0,005
          0,9997 0,0003                  0,48   0,52     0,65   0,35     0,05      0,003

        Очевидно, что для получения значений истинной термодинамической
константы обмена необходимо учитывать активности катионов не только в
растворе, но и в обменной форме, тогда уравнение для константы реакции
обмена, например для обмена К ↔ Са можно записать следующим образом
(Пинский, 1997, Essington, 2004):
                   f Ca N Ca  2 K  [ K  ]
        K ex                                                           (5.51),
                 f 2 K N 2 K  Ca 2 [Ca 2 ]

где fCa и fK – коэффициенты активности обменных Са и К в твердой фазе, γСа и
γК – коэффициенты активности ионов Са2+ и К+ в растворе, NCa и NK – мольные
доли Са и К в ППК, [K+] и [Ca2+] – концентрации ионов растворе в молях/л.
Очевидно, что при бинарном обмене сумма мольных долей двух катионов в
ППК равна 1. С учетом уравнения Вэнслоу (5.44) получаем:
                  f Ca
        K ex          KV                                              (5.52)
                 f 2K

        После логарифмирования:
        ln Kex = ln KV + ln fCa – 2 ln fK                              (5.53)

Страницы