Karadeniz bölgesinden alınan bazı topraklar ve zeolit'in fosfor adsorpsiyon özelliklerinin langmuır ve freundlich adsorpsiyon izotermleriyle değerlendirilmesi / Betül Bayraklı; Danışman Fethi Bayraklı

Abstract

Karadeniz Bölgesinden kırmızı-sarı podzolik, gri-kahverengi podzolik(Alfisol) ve kahverengi-orman topraklarını temsilen alınan toprak örnekleri ile zeolit silikat minarelinde fosfor adsorpsiyonu araştırılmıştır. Kullanılan materyallerin fosfor adsorpsiyon izotermleri Langmuir ve Freundlich eşitliklerine göre çıkarılarak Langmuir parametreleri b (adsorpsiyon maksimumu) ve k (adsorpsiyon enerjisi değişkeni) değerleri belirlenmiştir. Diğer taraftan Freundlich izotermleri kullanılarak ilgili parametreler K(adsorpsiyon kapasite faktörü) ve n (adsorpsiyon intensite faktörü) tespit edilmiştir. Toprakların adsorpsiyon maksimumları (b değerleri) kırmızı-sarı podzolik, gri-kahverengi podzolik(Alfisol), kahverengi-orman toprakları ve zeolit için sırası ile 303.8, 224,3,158.5 ve 133.6 µg P/g olarak bulunmuştur. Materyallerin Langmuir adsorpsiyon enerji parametresi k değerleri ise yine sırası ile 3.56, 2.70,1.70 ve 0.44 ml/µg olup adsorpsiyon maksimumu oranları ile çok yakın bir uyum içerisindedir. Materyaller arasında adsorpsiyon enerji parametresi ve adsorpsiyon maksimumları bakımından ayırımlı farklar bulunmakta ve adsorpsiyon enerji sığaları yüksek olan materyallerde adsorpsiyon-desorpsiyon kimyasal dengesinin daha kısa zamanda oluştuğu anlaşılmaktadır. Toprakların ve zeolitin çözelti denge fosfor konsantrasyonları ile fosfor adsorpsiyonu arasındaki Langmuir eşitliğine göre elde edilen doğrusal ilişkiler aşağıdaki regresyon denklemlerinde gösterilmiştir. Bu ilişkilerde 1,2 ve 6 saatlik denge süresi ortalama değerleri esas alınmıştır.Deneysel sonuçların Freundlich izotermleri ve parametreleri ile teorik olarak değerlendirmesi ve yorumlanması yönünde istatistiksel bakımdan önemli ve güvenilir ilişkiler saptanmıştır. Kırmızı-sarı podzolik,gri-kahverengi podzolik, kahverengi-orman toprakları ve zeolit'in fosfor adsorpsiyon intensite sığaları (1/n değerleri) sırası ile 0.64, 0.51, 0.48 ve 0.40, fosfor adsorpsiyon kapasitesi faktörü (K değerleri) ise yine sırası ile 282.0, 174.0, 87.1 ve 41.7 bulunmuştur. Fosfor denge konsantrasyonuna bağlı intensite faktörü (n değerleri) azaldıkça ve materyalin cinsine bağlı adsorpsiyon kapasitesi faktörü(K değerleri) arttıkça fosfor adsorpsiyonu da artmaktadır. Böylece adı geçen parametrelerin sayısal değerleri kullanılarak her bir materyalin fosfor adsorpsiyon oranlarının belirli denge P konsantrasyonlarında hesaplanması mümkün olmaktadır. Toprakların ve zeolitin çözelti denge fosfor konsantrasyonları ile fosfor adsorpsiyonu arasındaki Freundlich eşitliğine göre elde edilen doğrusal ilişkiler aşağıdaki regresyon denklemlerinde gösterilmiştir. Bu ilişkilerde 1,2 ve 6 saatlik denge süresi ortalama değerleri esas alınmıştır.Materyallerin tayin edilen kimi fiziksel ve kimyasal özelliklerinden birisi olan toplam demir ve demirin bazı fraksiyonları ile gerek Langmuir ve gerekse Freundlich parametreleri arasında saptanan önemli pozitif ilişkiler fosfor adsorpsiyon kapasitesine demir formlarının önemli katkı sağladığını göstermektedir. Demir içeriği yüksek olan materyallerde adsorpsiyon dengesinin kısa zamanda oluştuğu ve bu çeşit materyallerin fosfor adsorpsiyon kapasitelerinin yüksek, fosfor adsorpsiyon bölgelerinin daha reaktif olduğu belirlenmiştir.