تسجيل الدخول

تسجيل

مبادلة الأيونات في أثناء الامتزاز الكهرساكن

المؤلف:  غاري و. فان لون , ستيفن ج. دفي

المصدر:  كيمياء البيئة نظرة شاملة

الجزء والصفحة:  ص 548

2024-01-01

1684

نظراً إلى أن كثيراً من الغروانات البيئية ذات سطح سالب الشحنة، يُعتبر الجذب الكهرساكن للأيونات الموجبة، لتكوين طبقة مزدوجة ظاهرة هامة يُعبَّر عنها عادة بسيرورة مبادلة الأيونات. وفي البيئات المتغيرة، يمكن أن تحل محل الأيونات المعاكسة أيونات أخرى. على سبيل المثال، يمكن لأيونات البوتاسيوم في محلول أن تتبادل أمكنتها مع أيونات الصوديوم:

ويعتمد مكان توازن التفاعل على طبيعة الغروان، وعلى طبيعة (كثافة الشحنة في المقام الأول) وتركيز الجنس المنحل المجاور للغروان. وفي التربة والرواسب، غالباً ما يكون ترتيب الأهمية النسبية للشحنات الموجبة التي تحتل مواقع مبادلة على النحو التالي: ⁺Ca⁺² >Mg⁺²>K⁺>Na  . وفي البيئات المخفضة عامل الحموضة، يمكن أن يحل محل هذه الأيونات الممتزة A13 و/أو H لأن أهمية هذين الجنسين في المحلول تزداد في ظروف الحموضة الشديدة.

يساوي عدد مواقع التبادل السالبة الموجودة على سطو ح جسيمات مقدار معین من المادة، عدد الشحنات الموجبة التي يمكن أن تحل فيها. ويُعبَّر عن ذلك العدد بما يسمى المقدرة على مبادلة الأيونات الموجبة ((Cation Exchange Capacity (CEC)، ووحداتها هي السنتي مول من الشحنة الموجبة الموجودة على سطح كيلو غرام من الغروانات (^-1cmol (+)(kg). وسوف نورد المزيد عن هذه الخاصية الشديدة الأهمية في الفصل الثامن عشر. وتقاس أحياناً أيضاً المقدرة على مبادلة الأيونات السالبة للغرويات التي تحمل شحنة سطحية موجبة.

النقطة الرئيسية 2.14 تتصف الغروانات الصغيرة بمساحة سطح نوعية كبيرة جداً. ويجذب السطح المشحون الأيونات ذات الشحنة المعاكسة في المحلول المجاور مؤدياً إلى تكوين طبقة كهربائية مزدوجة عند تلاقي الغروان مع المحلول. وهذا ما يجعل الغروان يحمل خواص مبادلة الأيونات.