Equilíbrio termodinâmico da reação de troca iônica K+ - Ca2+ em solos com diferentes atributos físico-químicos

• Autor(a) principal: Alves, Marcelo Eduardo
• Data de Publicação: 1997
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-20220208-110730/
• topic: CÁLCIO; EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO; POTÁSSIO; PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DO SOLO; TROCA IÔNICA

Com o objetivo de se estudar o equilíbrio da reação de troca iônica envolvendo os cátions K+ e Ca2+ com. diferentes atributos físico-químicos foram saturadas com íons K+ e Ca2+ em proporções variáveis, por meio de agitação com soluções trocadoras constituídas por diferentes frações equivalentes desses íons e que apresentavam mesma força iônica. Na condição de equilíbrio, isotermas de adsorção iônica foram traçadas e comparadas com a isoterma de adsorção não preferencial para troca iônica heterovalente. A partir destas comparações pode-se observar que o K+ foi preferencialmente adsorvido em relação ao Ca2+ em todos os solos estudados. O cálculo do coeficiente de seletividade de Gaines e Thomas (Kc), para diferentes graus de saturação do complexo de troca dos solos com K+, indicou que a adsorção preferencial de potássio ocorreu com maior intensidade quando os teores de K+ adsorvidos foram baixos, e que os solos estudados comportaram-se como trocadores não ideais, face às variabilidades observadas para este coeficiente nos diferentes graus de saturação de K+ no complexo de troca. Através do cálculo da constante de equilíbrio termodinâmico (Kt) pode-se obter a tendência global de equilíbrio para a reação. Os valores obtidos para Kt, confirmaram a preferência dos solos estudados em adsorverem o íon K+ tendo tal processo revelado-se espontâneo, em função dos valores negativos obtidos para a variação de sua energia livre (ΔG°). Os coeficientes de atividade dos íons adsorvidos (fi) apresentaram variações com os diferentes graus de saturação de K+ no complexo de troca, sendo que os coeficientes de atividade dos cátions K+ adsorvidos apresentaram um aumento inicial e um posterior decréscimo com o aumento do grau de saturação de K+ no complexo de troca. Comportamento oposto foi demonstrado pelos coeficientes de atividade dos cátions Ca2+ adsorvidos. Estas diferenças foram atribuídas às variações na distribuição desses cátions nas camadas de Stern e Gouy-Chapman. Não foram observadas relações quantitativas diretas ou inversas entre os teores de matéria orgânica dos solos e as constantes de equilíbrio· termodinâmico, bem como entre os teores de matéria orgânica e os valores de ΔG°. Provavelmente, tal fato pode ser devido a diferenças relacionadas à natureza da matéria orgânica dos diferentes solos, a diferenças quanto aos componentes inorgânicos dos seus complexos de troca e a outros fatores que diferiram entre eles e que interferem na reação de troca catiônica, como por exemplo o pH.