Karadeniz bölgesinden alınan bazı topraklar ve zeolitin fosfor adsorpsiyon özelliklerinin langmuir ve freundlich adsorpsiyon izotermleri ile değerlendirilmesi
Determination of phosphorus adsorption characteristics of some soils selected from Black Sea region and zeolite by using langmuir and freundlich adsorption isotherms
Yazar: BETÜL BAYRAKLI
Danışman: PROF. DR. FETHİ BAYRAKLI
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Fosfor = Phosphorus ; Karadeniz bölgesi = Black Sea region ; Konsantrasyon = Concentration ; Toprak = Soil ; Zeolitler = Zeolites

Özet:
KARADENİZ BÖLGESİNDEN ALINAN BAZI TOPRAKLAR VE ZEOLİT'İN FOSFOR ADSORPSİYON ÖZELLİKLERİNİN LANGMÜİR VE FREUNDLİCH ADSORPSİYON İZOTERMLERİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ ÖZET Karadeniz Bölgesinden kırmızı-san podzolik, gri-kahverengi podzolik(Alfisol) ve kahverengi-orman topraklanın temsilen alınan toprak örneklen ile zeolit silikat minarelinde fosfor adsorpsiyonu araştırılmıştır. Kullanılan materyallerin fosfor adsorpsiyon izotermleri Langmuir ve Freundlich eşitliklerine göre çıkanlarak 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-san podzolik, gri- kahverengi podzolik(Alfisol), kahverengi-orman topraklan ve zeolit için sırası ile 303.8, 224,3,158.5 ve 133.6 ug 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/ug olup adsorpsiyon maksimumu oranlan ile çok yakın bir uyum içerisindedir. Materyaller arasında adsorpsiyon enerji parametresi ve adsorpsiyon maksimumları bakımından ayırımlı farklar bulunmakta ve adsorpsiyon enerji sığalan 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 sonuçlara Freundlich izotermleri ve parametreleri ile teorik olarak değerlendirmesi ve yorumlanması yönünde istatistiksel bakımdan önemli ve güvenilir «3S55KS11 ilişkiler saptanmıştır. Kırmızı-sarı podzolik,gri-kahverengi podzolik, kahverengi-orman toprakları ve zeolit'in fosfor adsorpsiyon intensite sığaları (l/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 sağladığım 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. Anahtar kelimeler : fosfor adsorpsiyonu, Langmuir ve Freunlich parametreleri, toprak, zeolit,konsantrasyon,zaman, adsorpsiyon(%)

Abstract:
m DETERMINATION OF PHOSPHORUS ADSORPTION CHARACTERISTICS OF SOME SOILS SELECTED FROM BLACKSEA REGION AND ZEOLITE BY USING LANGMUm AND FREUNDLICH ADSORPTION IZOTERMS ABSTRACT Determination of phosphrous characteristics of selected red-yellowish podsolic,gray- brownish podsolic, brown-forest soils and zeolite was studied by using Langmuir and Freundlich adsorption izotems under laboratory conditions. Initial phosphorous concentrations and equilibrium periods were chosen as 1,2,4,6,8,16, 20 ug P/ml and 1,2,6,24,48,168 hours respectivelly. According to the results obtained it was assumed that chemical equilibrium was reached within atmost first few hours for soils but it takes longer time for zeolite. Due to fact that, Langmuir and Freundlich izoterms were constracted and the parameters were calculated with the expermental data of 1,2 and 6 hours contacting periods. Langmuir maximum adsorption parameter,b, was calculated as over all mean 303.8, 224,3, 158.5 and 133,6 ug P/g for red-yellowish, gray-brownish, brown-forest soils and zeolite respectivelly. Energy efficiency values (k) of adsorption sides of the materials in 1 hour equilibrium period were found as 3.56, 2.70, 1.70 and 0.44 ml/ug respectivelly as well. These results indicated that the red-yellowish soil has the highest P adsorption capacity as well as more reactive sides than the others while zeolite has the lowest. Relationships between some physical and chemical properties of the materials and adsorped phosphorous and Langmuir parameters showed that iron forms extracted with different extractans was an important factor in P adsorption processes. The Langmuir equations of the soils and zeolit as a mean values of 1,2 and 6 hours equlibrium periods were found as following:IV The expected values of the adsorbed phosphate at various equilibrium concentrations calculated from Freundlich equation were nearly similar with the real experimental values showing that Freundlich adsorption parameters (K) and (n) are reliable measures of adsorption capacity and intensify of the adsorbants. The Freundlich izoterms indicated that when adsorption capacity parameter K increasing while adsorption intensity factor (n) decreasing the amount of phosphate adsorbed by unit of the adsorbant increases. In this study over all (K) values of the red-yellowish podzol, gray-brownish podzol, brown-forest soils and zeolit were calculated as 282.0, 174.0, 87.1 and 41.7 while the (1/n) values of the adsorbants were 0.64, 0.51, 0.48 ve 0.40 for red- yellowish podsolic, gray-brownish podsolic, brown-forest soils and zeolit respectivelly. The Freundlich equations of the soils and zeolit as a mean values of 1,2 and 6 hours equlibrium periods were found as following: Keywods: Phosphate adsorption, Langmuir and Freundlich paremeters, soil Zeolit, concentration,time, adsorption(%)