XVIII.1.8.2 Výběr optimálních poměrů půda/roztok
Výběr vhodných poměrů půda/roztok pro sorpční studie závisí na distribučním koeficientu
K
d
a na požadovaném relativním stupni adsorpce. Změna koncentrace látky v roztoku je určující pro statistickou správnost měření v důsledku formy adsorpční rovnice a omezení analytické metodiky při stanovování koncentrace chemické látky v roztoku. V obecné praxi je tedy užitečné určit několik pevných poměrů, pro něž je adsorbovaný podíl vyšší než 20 %, nejlépe > 50 % (62), a dbát na to, aby byla koncentrace zkoušené látky ve vodné fázi dostatečně vysoká pro její správné změření. To je zvláště důležité u vysokých adsorbovaných podílů.
Vyhovující přístup k výběru vhodných poměrů půda/voda je založen na odhadu hodnoty
Kd
d
buď předběžnými studiemi, nebo zavedenými metodami odhadu (dodatek 3). Vhodný poměr lze poté vybrat na základě grafického provedení závislosti poměru půda/roztok na
K
d
pro daný adsorbovaný podíl (obrázek 1). V tomto grafickém vyjádření se předpokládá, že je adsorpční rovnice lineární 1). Použitelný poměr se získá upravením rovnice pro
K
d
(4) do tvaru rovnice (1):
V m
0 0
------ = (-------- - 1) K (1)
m ads d
půda m (eq)
p
nebo do její logaritmické formy při předpokladu
ads
m (eq)
p
R = m /V a A %/100 = ---------
půda 0 eq m
o
(A %/ )
eq 100
log R = - log K + log[---------------] (2)
d A %/
(1 - eq 100)
------------------------------------------------------------------
ads ads
1) C (eq) = K . C (eq)
p d vod
Obrázek - Graf
-1
Distribuční koeficient K (cm3.g )
d
Obrázek 1. Vztah mezi poměry půda/roztok a hodnotou
K
d
při různých adsorbovaných, podílech zkoušené látky
Na obrázku 1 jsou uvedeny požadované poměry půda/roztok jako funkce
K
d
pro různé úrovně adsorpce. Například při poměru půda/roztok 1 : 5 a při
K
d
rovno 20 by došlo přibližně k 80 % adsorpci. Má-li dojít při téže hodnotě
K
d
k 50 % adsorpci, musí být použit poměr 1 : 25. Tento přístup k výběru vhodných poměrů půda/roztok umožňuje výzkumníkovi pružně vyhovět experimentálním potřebám.
Obtíže nastávají v oblastech, kdy se chemická látka adsorbuje silně nebo velmi slabě. Je-li adsorpce nízká, doporučuje se poměr půda/roztok 1 : 1, třebaže u některých vysloveně organických druhů půdy může být k získání suspenze nezbytný nižší poměr. Analytická metodika měření malých změn koncentrace roztoku musí být pečlivá; v opačném případě bude měření nepřesné. Na druhé straně se může při velmi vysokých distribučních koeficientech
K
d
dospět až k poměru půda/roztok 1 : 100, má-li v roztoku zůstat významné množství chemické látky. Je však třeba dbát na dobré promíchání a musí být ponechána dostatečná doba k tomu, aby systém dosáhl rovnováhy. Jiným přístupem je v těchto extrémních případech, kdy chybí vhodná metodika, odhadnutí hodnoty
K
d
metodou založenou například na hodnotách
P
ov
(dodatek 3). Může být užitečný zvláště u slabě adsorbovaných polárních chemických látek s
P < 20
ov
a u lipofilních/silně adsorbovaných chemických látek s
4
P > 10 .
ov