Cézium(I) ion megkötődési kinetikájának vizsgálata természetes kőzetmintán

Abstract

Munkám során cézium(I) ion megkötődésének kinetikáját tanulmányoztam egy természetes kőzetmintán (SG-2), batch technikával és radioaktív nyomjelzés segítségével. Első lépésként meghatároztam az optimális szorbenstömeg-oldat arányt, amelynél a megkötődés aránya 50% körül van. Méréseimből ez az arány: 100 mg szorbens/ 20 ml oldat értékűnek adódott. Munkám fő részében a cézium(I) ion megkötődési kinetikáját vizsgáltam 2, 25 és 40°C-on, 10-3 és 2×10-3 mol/dm3 koncentráció mellett, a fent megadott szorbenstömeg-oldat arány alkalmazásával, 2-120 perces reakcióidőkkel. A kinetikai adatokból két exponenciális tagot tartalmazó sebességi egyenlettel meghatároztam a sebességi együtthatókat, de csak az egyik exponenciális tagra kaptam értelmezhető eredményt. A meghatározott sebességi együtthatók a következőek: Hőmérséklet (°C) k (1/min) 10-3 mol/dm3 2×10-3 mol/dm3 2 0,412±0,012 0,338±0,010 25 0,615±0,018 0,504±0,015 40 0,682±0,020 0,599±0,018 A sebességi együtthatók a vártnak megfelelően nőnek a hőmérséklettel. A sebességi együtthatók hőmérséklet függéséből az Arrhenius-egyenlet segítségével kiszámoltam az aktiválási energiát mindkét koncentráció esetén, mely értéki a következőek: Koncentráció (mol/dm-3) Aktiválási energia (kJ/mol 10-3 9,77 ± 0,49 2×10-3 10,91 ± 0,55 Az aktiválási energia értékeiből az a következtetés vonható le, hogy a szilárd szemcséket körülvevő diffúz kettősrétegen át történő diffúzió sebességét sikerült meghatározni.