Using the Equilibrium and Thermodynamic Parameters of Copper Adsorption in some Calcareous Soils

Document Type : Original Article

Abstract

Ten different soil samples from Basrah and Messan governorates of southern Iraqi were used to study the mechanism of copper (Cu) adsorption. Copper was added at 0 , 4 , 8 , 16 and 32 mg Cu kg-1 soil and two salts (0.01 M CaCl2 and 0.01 M NaCl) with two temperature (25±1 C° and 45±1 C°). Copper adsorption was tested using isothermal equation parameters of Langmuir, Freundlich and D-R as well as thermodynamic parameters (K°, ΔG°, ΔH° and ΔS°). The results showed that the isotherm equations that give the best description of copper adsorption were in the following order: Langmuir > D-R > Freundlich according to their (R2) values. The value of activity energy (E) which ranges from 8.006 – 15.823 kJ mol-1 showed that the copper adsorption is an ionic exchange reaction. The value and sign of ΔG° of copper adsorption in the studied soils exhibit that it is a spontaneous process and increases with increasing the temperature. For the positive ΔH° values, Cu at sorption is considered an endothermic reaction and the positive ΔS° indicates the degree of randomness between the solid and liquid phases. There is not any clear effect of soil properties. But there is a general effect of whole soil properties on the calculated parameters. The results also showed that the amount of adsorbed Cu under using 0.01 M CaCl2 on adsorption sites was lower compared to 0.01 M NaCl

Keywords

Main Subjects


Article Title [العربیة]

استخدام مفاهیم الاتزان والدینامیکا الحراریة لامتزاز النحاس فی بعض الترب الکلسیة

Abstract [العربیة]

استخدمت عشر عینات ترب مختلفة الخصائص من محافظتی البصرة ومیسان جنوبی العراق لدراسة میکانیکیة امتزاز النحاس. حیث أضیف ایونات النحاس بالمستویات (0, 4, 8, 16, 32 mg Cu kg-1 soil) فی وجود ملحین هما0.01 M CaCl2  و  0.01 M NaCl وتحت درجتی الحرارة 25±1 C° و 45±1 C°. اختبرت مفاهیم التماثل الحراری لمعادلات الامتزاز(Langmuir و Freundlich و D-R) ومفاهیم الدینامیکا الحراریة (معامل الاتزان (K) و التغیر فی الطاقة (ΔG°) والتغیر فی الانثالبی (ΔH°) والتغیر فی الانتروبی (ΔS°) ) على امتزاز النحاس. أظهرت النتائج أن معادلات امتزاز التماثل الحراری ترتبت بالتسلسل التالی فی إعطاء أفضل وصف لامتزاز النحاس على مواقع الامتزاز(Langmuir > D-R > Freundlich) وذلک تبعا ًلقیم معامل التحدید (R2) وأظهرت قیم طاقة التنشیط (E) التی تراوحت بین (8.006 – 15.823 kJ mol-1) أن امتزاز النحاس یعتبر تفاعل تبادل أیونی. وأشارت قیم ΔG° لإمتزاز النحاس فی الترب المدروسة الى أن تفاعل الامتزاز للنحاس تلقائی وتزداد مع زیادة درجة الحرارة ومن خلال قیم ΔH° تبین ان التفاعل ذات طبیعة ماصة للحرارة وکانت قیم ΔS° موجبة إشارة الى حالة العشوائیة فی التداخل بین الطورین السائل والصلب. لم یظهر هناک تأثیر واضح لخصائص الترب بصورة منفردة على المفردات المحسوبة بل کان هناک تأثیر عام للخصائص مجتمعة. وأظهرت النتائج انخفاض کمیة النحاس الممتزة عند وجود ملح 0.01 M CaCl2 على مواقع الامتزاز قیاسا بوجود ملح0.01 M NaCl.

Keywords [العربیة]

  • : الامتزاز- الاتزان – الديناميکا الحرارية – النحاس