Cézium megkötődésének kinetikája kvarcon

Abstract

Cézium megkötődésének kinetikáját vizsgáltam kvarcon batch-technikával és radioaktív nyomjelzéssel. Meghatároztam a cézium megkötődésének arányát két különböző szemcseméretű kvarc mintán 1×10-5 moldm-3 kiindulási cézium koncentráció és növekvő reakcióidők mellett. A célom volt a kinetikai görbék elemzéséből megállapítani a megkötődési folyamat részlépéseit, a részlépések sebességi együtthatóit, valamit a sebességi együtthatók hőmérséklet függéséből a lépések aktiválási energiáját. A cézium megkötődésének aránya telítési görbe szerint változott a reakcióidővel. A hőmérséklet emelésével egyre gyorsabban érte el a megkötődés aránya az egyensúlyi értéket. Az cézium megkötődésének egyensúlyi aránya kis mértékben emelkedett a hőmérséklettel, de az emelkedés a kísérleti hibán belül volt. Ez alól csak a II.-es kvarc minta 40°C-os görbéjénél tapasztalható, ahol az egyensúlyi megkötődés aránya kísérleti hibánál nagyobb mértékben emelkedett, ami valószínűleg az eltérő szemcsemérettel magyarázható. A mindkét minta esetén 1 sebességi együtthatót tudtam meghatározni minden hőmérsékleten, ami az oldat fázisból a kvarc szemcséket körülvevő oldószer burokba való diffúzió sebességét írja le. Ezt a megállapítást támasztják alá az aktiválási energiák értékei, amelyek a két minta esetén határozottan eltérnek ugyan, a diffúzió aktiválási energiájának nagyságrendjébe esnek. Az egyensúlyi megkötődés arányából, a kísérleteknél használt szorbenstömegből és az oldattérfogatból, megoszlási hányadot határoztam meg, amely kis mértékben emelkedett a hőmérséklettel.