Foszfát adszorpció vizsgálata sav-bázis folyamatok alapján - Dálnoki, Anna Boglárka; Sebők, András; Boros, Norbert; Gulyás, Miklós; Tury, Rita; Takács, Anita; Rétháti, Gabriella; Czikota, Imre; Issa, Ibrahim A. (Journal of Central European Green Innovation, 2023)
Jelen tanulmányban egy egyszerű módszert dolgoztunk ki a felületi ioncsere-folyamatok vizsgálatára -ahol a talajrészecskék felületéről a megkötött foszfátionok által távozó hidrogén-és hidroxidionok mennyiségét tudtuk mérni. Ezt a fajta vizsgálatot a szakirodalomban pH-változással követték -ami sokkal kevésbé pontos eredményeket ad -mint a felületi ionmérleg számítása. A talajmintákat KH2PO4oldattal rázattuk három ismétlésben 0 -4 -8 -12 -16 -20 -24 -32 -40 -48 -56 -64 -72 -88 és 100 mg/l P-tartalommal. Két óra rázást követően a mintákat centrifugáltuk és a P-tartalmat fotometriás módszerrel határoztuk meg. Az egyensúlyi oldatokfoszforkoncentrációját a talajfoszfor adszorpciós izotermájának meghatározására használtuk. Az elválasztott egyensúlyi oldatokból és az adszorpcióhoz használt eredeti oldatokból a hidrogénion-tartalmat a laboratóriumunkban tervezett nagy érzékenységű potenciometriás titrátorral -0,01 M NaOH oldat hozzáadásával határoztuk meg. A kis mennyiségű híg oldatokra kapott -más módszerekkel nehezen értékelhető titrálási görbéket egy saját fejlesztésű számítógépes programmal értékeltük ki a görbe inflexiós pontjainak -azaz az ekvivalenciapontoknak a meghatározására. Az oldatból hiányzó hidrogénionok mennyiségét a megkötött foszfor mennyiségének függvényében ábrázoltuk. Az adatok azt mutatják -hogy a talajhoz adott KH2PO4-oldat hidrogénion-tartalmának az egyensúlyi állapot után mért változása a megkötött foszfátionok mólszámának háromszorosával egyenlő. Az illesztett egyenes meredeksége 0,35, a korrelációs együttható pedig 0,95 volt. Ez azt jelenti -hogy minden egyes mólnyi megkötött foszfáthoz három mólnyi OH-ion deszorpciós folyamata vagy három mólnyi megkötött H+-ionnak megfelelő mennyiség társul. Formálisan ez a mólarány kifejezi a töltés nélküli foszforsavmolekulák kötődését a talajfelszínen. Méréseink alapján az adott körülmények között a különböző hidrogén-foszfátionok megkötésére többféle kötődési mechanizmus feltételezhető. Az eredmények azt mutatják -hogy egyes kémiai reakciók kizárhatók -bár mások megállapíthatók. A foszfátformák adszorpciója során a talajfelszínen csak ioncsere-reakciók játszódnak le -amelyek nem járnak felületi töltésváltozással -és a különböző hidrogén-foszfát anionok hidroxidionokra cserélődnek.