Лекция : Кіріспе. Топырақтың минералды бөлігі. Қазіргі топырақ химиясы, оның мазмұны және міндеттері
жүктеу/скачать 4,65 Mb.
|
топырақ лекция
- Бұл бет үшін навигация:
- Топырақтың буферленуін
| 13 лекция. Топырақтың буферлігі
Топырақ ерітіндісінің маңызды қасиеттерінің бірі-оның реакциясы болып табылады, ол актуалды топырақ реакциясы деп аталатын сутегі иондарының белсенді концентрациясымен (рН) анықталады. Актуалды топырақ реакциясының мәні, сондай-ақ топырақ ерітіндісінің басқа да қасиеттері бөлшектер және ерітінді арасындағы орнатылған адсорбциялық тепе-теңдіктер арқылы топырақтың қатты фазаларының қасиеттерімен және ең алдымен оның коллоидтық фракциясының қасиеттерімен тығыз байланысты. Топырақтың әртүрлі типтері, олардың коллоидтарының табиғатына сәйкес, топырақ ерітіндісінің әртүрлі рН мәндерімен сипатталады. Сонымен, алмасатын катиондар арасында H немесе Al иондары болған жағдайда топырақ ерітіндісінің рН мәні төмен болады; компенсациялық қабатта Na-ионның болуы, керісінше, рН мәндерінің жоғарылауына әкеледі. ТОПЫРАҚ ЕРІТІНДІСІНІҢ РЕАКЦИЯСЫ ТҰРАҚТЫ ЕМЕС. Топырақта болатын бірқатар процестер (желдету процестері, микрофлораның, микрофаунаның тіршілік әрекеті, жоғары сатыдағы өсімдіктердің тамыр жүйесі) қышқылдардың немесе негіздердің артық пайда болуына әкеледі. Сонымен қатар, топыраққа тыңайтқыштар енгізіледі, бұл өсімдіктердің аниондар мен катиондарды біркелкі емес пайдалануы нәтижесінде топырақ ерітіндісінің физиологиялық қышқылдығының немесе сілтілігінің пайда болуына әкеледі.Ізбесті топырақтың рН деңгейін жоғарылату үшін арнайы қолданылады. Әртүрлі топырақтарды зерттегенде олардың кейбіреулері үшін рН ауытқуы аз болатыны, олардың ерітіндісінің реакциясы азды-көпті тұрақты және оңай ығыспайтыны байқалды.Басқа топырақтар ығысу реакциясының жеңілдігімен сипатталады. Топырақтың буферленуін оның реакцияның өзгеруіне қарсы тұру қабілеті деп атаған жөн. Топырақ буферлігі неғұрлым көп болса, оның реакциясын қышқыл немесе сілтілі жаққа ауыстыру қиынырақ болады. Топырақтың буферлігі- бұл топырақтың өте маңызды сипаттамасы. Оны бірқатар жағдайларда ескеру қажет, әсіресе минералды тыңайтқыштарды қолданған кезде. Топырақтың буферлігі негізінен қатты фазалардың және ең басты оның коллоидтарының қасиеттерімен анықталады. Ерітіндіде пайда болатын қышқыл немесе сілті қатты фазалардың ең белсенді бөлігі ретінде топырақ коллоидтарымен бірден әрекеттеседі. Осы әрекеттесу нәтижесінде қышқылдың немесе сілтінің бір бөлігі ерітіндіден жойылады, бейтараптанады, демек, реакцияның ығысуы әлсірейді. Бір жағынан топырақ коллоидтары, екінші жағынан қышқылдар мен сілтілер арасындағы ықтимал әрекеттесу реакциялары. Топырақты қышқылмен жанастырған кезде, ең алдымен, топырақтың алмасатын катиондары мен қышқылдың H+ иондары арасында алмасу реакциясы жүреді: Топырақпен әрекеттесу нәтижесінде қышқыл ерітіндіден жойылатынын (нейтралданатынын): оның сутегі ионы топырақтың қатты фазасымен байланысып, ерітіндіде бейтарап тұздар пайда болатынын көреміз. Топырақ сілтілермен әрекеттескенде, теріс коллоидтардың компенсациялық қабатындағы H немесе Al сілті катиондарымен алмасады: Сонымен қатар, NaOH немесе Ca(OH)2 топыраққа қосылғанда схема бойынша алмасусыз электрлік қос қабатта сіңірілуі мүмкін деп болжауға болады Осылайша, топырақ коллоидтары мен қышқылдар мен сілтілердің ерітінділері арасында бірқатар реакциялар болуы мүмкін. Бұл реакциялар неғұрлым көп жүргізілсе, бейтараптандыру соғұрлым толық жүреді, соғұрлым топырақ реакциясының ығысуы аз болады, демек, топырақтың буферлік қабілеті жоғары болады. Топырақ коллоидтарынан басқа, топырақтың қатты фазаларында басқа да буферлік факторлар болуы мүмкін, атап айтқанда: негіздік немесе қышқылдық аз еритін қарапайым тұздары; бұл тұздар азды-көпті ерітінділермен оңай әрекеттеседі және реакцияның ығысуын әлсіретеді. Бұл тұздардың ішінде CaCO3 және сирек кездесетін MgCO3 үлкен маңызға ие, олардың болуы реакцияның қышқыл жаққа қарай ығысуына мүмкіндік бермейді. Буферлікке әсер ететін топырақ қасиеттері Коллоидтар мөлшерінің әсері (топырақтың механикалық құрамы). Топырақтың буферлік қабілеті негізінен қышқылдың немесе сілтінің топырақ коллоидтарымен әрекеттесуі арқылы анықталатындықтан, жоғарыда көргеніміздей, буферлік қабілеттілік ең алдымен коллоидтардың мөлшеріне, яғни топырақтың механикалық құрамына байланысты екені анық. 1. Коллоидтар мөлшерінің әсері (топырақтың механикалық құрамы). Топырақта коллоидтар көп болған сайын оның буферлік қабілеті жоғары болады. Жеңіл құмды топырақтардың буферлік қабілеті дерлік жоқ және осыған байланысты құмға жақындайды. Керісінше, буферлік сазды топырақтарда айқынырақ болады. Құмды топырақтардың буферлік қабілетінің төмендігі оларға тыңайтқыштарды қолданғанда өте сақ болуға мәжбүр етеді. (NH4)2SO4 сияқты физиологиялық қышқыл тұздар олардың рН деңгейін айтарлықтай төмендетуі мүмкін. Сәйкес емес буферлік дозада әк олардың рН-ын тым күрт арттырады. 2. Топырақ коллоидтарының ішкі бөлігінің (түйіршіктерінің) құрамының маңызы. Топырақ коллоидтарының бөлшектерінің (түйіршіктерінің) ішкі бөлігінің құрамы мен топырақтың буферлік қабілеті арасындағы байланыс аморфты гельдер үшін барынша айқын көрінеді. 3. Алмасу катиондарының құрамының маңызы Са, Mg, Na және т.б катиондардың көп болуы қышқылдық бағытта айтарлықтай буферлеу қабілетін тудырады. Екінші жағынан, бетінде H+ немесе A13+ бар және сілтіні сіңіруге қабілетті топырақтар сілтілі жағына қатты буферленген. Топырақтардың буферлік қабілетін анықтау әдістері: Аррениус ұсынған әдіс. Буферлікті анықтау үшін, басқа әдістермен қатар, буферлік ауданың анықталуы ұсынылған - берілген топырақ үшін титрлеу қисығы мен құм үшін негізгі қисық арасындағы аудан. жүктеу/скачать 4,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|