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Surface complexation modeling in variable charge soils: charge characterization by potentiometric titration
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Resumo
Constantes de equilíbrio intrínseco de 17 Latossolos brasileiros representativos foram estimadas a partir de titulações potenciométricas, medindo-se a adsorção de H+ e OH- nas superfícies anfotéricas de suspensões com força iônica variada. As constantes de equilíbrio foram ajustadas a dois modelos de complexação: camada difusa e capacitância constante. O primeiro modelo foi ajustado pelo cálculo da concentração total de sítios a partir de estimativas de ajustes e extrapolação do valor de pH das constantes de equilíbrio intrínsecas ao PCLPZ (cálculo manual), considerando um ou dois sítios reativos, e também pelo programa FITEQL. O segundo modelo foi ajustado somente pelo FITEQL com um sítio reativo. Os atributos químicos e físicos do solo foram correlacionados às constantes de equilíbrio intrínsecas. Os dois modelos de complexação de superfícies se ajustaram satisfatoriamente aos dados experimentais, mas para resultados em baixa força iônica a otimização não convergiu no FITEQL. Os dados foram incorporados no Visual MINTEQ e fornecem um sistema de modelagem que pode predizer reações de protonação-dissociação na superfície do solo sob diversas condições ambientais.
Abstract
Intrinsic equilibrium constants of 17 representative Brazilian Oxisols were estimated from potentiometric titration measuring the adsorption of H+ and OH− on amphoteric surfaces in suspensions of varying ionic strength. Equilibrium constants were fitted to two surface complexation models: diffuse layer and constant capacitance. The former was fitted by calculating total site concentration from curve fitting estimates and pH-extrapolation of the intrinsic equilibrium constants to the PZNPC (hand calculation), considering one and two reactive sites, and by the FITEQL software. The latter was fitted only by FITEQL, with one reactive site. Soil chemical and physical properties were correlated to the intrinsic equilibrium constants. Both surface complexation models satisfactorily fit our experimental data, but for results at low ionic strength, optimization did not converge in FITEQL. Data were incorporated in Visual MINTEQ and they provide a modeling system that can predict protonation-dissociation reactions in the soil surface under changing environmental conditions.
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MARCHI, G. et al. Surface complexation modeling in variable charge soils: charge characterization by potentiometric titration. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 39, n. 5, p. 1386-1394, set./out. 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/01000683rbcs20140528.
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