بررسي رفتار باري كاني كايولينايت در محلول الكتروليت كلريد سديم‌

An Investigation of Kaolinite Charging Behavior in NaCl Electrolyte Solution

ذرات كلوييدي خاك به‌دليل داشتن بار سطحي الكتريكي بر بسياري از واكنش‌هاي شيميايي و فيزيكي خاك اثر مي‌‌گذارند. با توجه به اهميت اين موضوع، هم از ديدگاه كشاورزي و هم از ديدگاه زيست‌محيطي، رفتار باري يك نمونه كايولينايت (كايولينايت سميرم)، كه يكي از انواع ذرات كلوييدي خاك است، مطالعه شد. بدين منظور، بار سطحي كايولينايت در دامنه pH 4 تا 10 و در سه غلظت 005/0، 05/0، و 5/0 مولار الكتروليت كلريد سديم به‌روش تيتراسيون پتانسيومتري اندازه‌گيري شد. تركيبي از نتايج تيتراسيون جرمي و الكتروليتي نقطه صفر بار الكتريكي كايولينايت را در6/7pH= نشان داد. افزايش pH از مقدار اوليه حدود 4 در ابتدا موجب كاهش بار مثبت و سپس موجب افزايش بار منفي شد. بار خالص سطحي كاني در pH < 7/6 مثبت و در pH > 7/6 منفي اندازه‌‌‌گيري شد. افزايش قدرت يوني محلول موجب افزايش بار سطحي منفي در pH > PZC و كاهش بار سطحي مثبت در pH < PZC شد. اثر منفي قدرت يوني بر بار سطحي در pH < PZC، به وجود بار منفي در صفحات جانبي كاني و در‌نتيجه رقابت كاتيون سديم با پروتون براي واكنش با اين بارها نسبت داده شد.‌

Colloidal particles prevalent in a soil influence its chemical and physical properties as by the particlesʹ surface electrical charges. With respect to the importance of the issue, from both agriculture and environmental points of view, charging behavior of a kaolinite soil sample was studied in the pH range of 4 to 10 and at three background electrolyte concentrations of: 0.005, 0.05, 0.5 M NaCl, by potentiometric titration. Using a combination of mass and electrolyte titrations, kaolinite point of zero charge (PZC) was determined to occur at pH=7.6. Increase in pH from the initial value of 4 caused at first a gradual decrease in positive surface charge and then a gradual increase in the negative surface charge, indicating a net positive surface charge at pH < PZC and a net negative surface charge at pH > PZC. Increase in ionic strength reduced positive surface charge at pH < PZC while enhancing the negative surface charge at pH > PZC. The adverse effect of ionic strength on the surface charge at pH < PZC was ascribed to the competition between proton and sodium ions for adsorption on the kaolinite planer surfaces, where some permanent negative charges exist.