酸性条件下H^+Ca^(2+)在红壤表面反应的能量特征

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下H+ -Ca2 + 在红壤表面的反应动力学能量特征。结果表明 ,酸性条件下Ca2 + 吸附分为快反应和慢反应。用一级动力学方程拟合的Ca2 + 最大吸附量随酸度增加显著下降 ,随温度升高提前达到平衡。用双常数方程描述Ca2 + 在吸附点位能量分布的不均匀性 ,用扩散速率常数计算的活化能 (Eb )随酸度的增加而增加 ,Ca2 + 扩散需克服的能障加大 ;ΔH 值为正 ,温度升高可促进Ca2 + 的扩散 ;ΔS 值均为负 ,说明吸附反应使体系有序度增加。原液pH为 4 .5和 5 .6时 ,流出液的pH急剧下降 ,H+ 表观释放量用一级动力学和双常数方程拟合为最佳模型 ,其次是Elovich方程、扩散方程和零级方程 ;pH5 .6处理时H+ 、Al3 + 扩散进入溶液克服的能障比pH 4 .5处理的小 ,后者质子扩散需热能较大而不易进行 ;H+ 扩散活化焓变为正 ,其扩散是吸热过程。pH 3.5时流入液比流出液的pH高 ,是由于土壤的缓冲作用、土壤表面质子化和硫酸根专性吸附释放羟基 ;当溶液中H+ 超过一定数量后 ,向颗粒表面扩散的H+ 量比向外释放的多 ,反应初期的H+ 消耗是快反应过程。H+ 消耗的活化能及热焓比其释放的低 ,更有利于H+ 的吸附 ,因H+ 对矿物的溶蚀成为速率控制步骤 ,H+