Sezyum ve stronsiyum iyonlarının toprak bileşenleri üzerinde adsorpsiyonunun kinetiği ve termodinamiği

Abstract

ÖZETSEZYUM VE STRONSİYUM İYONLARININ TOPRAK BİLEŞENLERİÜZERİNDE ADSORPSİYONUNUN KİNETİĞİ VE TERMODİNAMİĞİSezyum ve stronsiyum iyonlarının balçık toprağı, humuslu toprak, kaya ve halloysit tipikil örnekleri tarafından adsorpsiyonu Cs-137 ve Sr-90 izotopları kullanılarak izlemetekniği ile incelendi. Adsorpsiyon reaksiyonuna adsorban miktarının, başlangıçkonsantrasyonunun ve pH'ın etkisi incelendi. Sezyum ve stronsiyum çözeltilerinin10-6 M ile10-1 M konsantrasyon aralığında % adsorpsiyon, adsorplanan madde miktarıve dağılım katsayısı KD değerleri dört toprak bileşenleri için hesaplandı. Adsorpsiyonsonuçları Freundlich, Langmuir ve D-R adsorpsiyon izotermlerine uygulandı. D-Radsorpsiyon izoterminden ortalama adsorpsiyon enerjisi 9-10 kJ/mol olarak hesaplandıve adsorpsiyonun mekanizması yorumlandı. Adsorpsiyon reaksiyonunun kinetiğiniincelemek için sonuçlar Lagergren ve Mc Kay birinci derece hız eşitliklerine uygulandı.Hız sabitleri düşük ve yüksek konsantrasyonlar için ve 293 K, 313 K, 333 K ve 343 Ksıcaklıklarda hesaplandı. Dört farklı sıcaklıkta yapılan adsorpsiyon sonuçlarındantermodinamik sabitler entalpi ÎH0, entropi ÎS0 ve serbest entalpi değişmesi ÎG0değerleri hesaplandı. Bu sonuçlardan reaksiyonun endotermik olduğu ve sıcaklıkarttıkça kendiliğinden oluştuğu görüldü.XI

SUMMARYADSORPTION KINETICS AND THERMODYNAMICS OF CESIUM ANDSTRONTIUM IONS ON SOIL COMPONENTSAdsorption of Cesium and Strontium ions by mud-soil, soil with humus, rock andhalloysite type clay samples were investigated by tracer tecnique using Cs-137 and Sr-90 isotopes. The effect of the amount of adsorbent, initial solution concentration and pHto the adsorption reaction was investigated. The adsorption percantage, the amount ofadsorbed metarial and distribution coefficient, KD values for the four types of soilcomponents were calculated between 10-6 M and 10-1 M solution concentrations ofCesium and Strantium. The adsorption results were fitted to Freundlich , Langmuir andD-R adsorption isotherms. From the D-R adsorption isotherm the mean adsorptionenergy was calculated as 9-10 kJ/mol and the adsorption mechanism was explained. Inorder to investigate the kinetics of the adsorption reaction, the results were applied tothe Lagergren and Mc Kay first order rate equations. The rate constants for the low andhigh concentrations at 293 K, 313 K, 333 K and 343 K were calculated. From the resultsobtained at for different temperaturs values the thermodynamic parameters such asenthalpy ÎH0, entropy ÎS0 and free enthalpy change ÎG0 were calculated. The resultsobtained show that the reaction is endothermic and by increasing temperature it is morespontaneousXII