Azərbaycan Respublikası Təhsil Nazirliyi Lənkəran Dövlət Universiteti

2.Neytral və zəif qələvi torpaqlarda dəmirin mütəhərrikliyi.
Qeyd etmək lazımdır ki, hətta qida maddələri ilə yoxsul torpaqlarda belə 2-3 % dəmir olur. Əksəriyyətlə tarla şəraitində onu gübrə şəklində torpağa vermək lazım gəlmir. Hətta çox yüksək bitki məhsulları ilə torpaqdan əhəmiyyətsiz miqdarda dəmir aparıldığına görə onun birləşmələri zəif mütəhərrik olduqda belə bitkilər həmin elementə olan ehtiyaclarını ödəyirlər. Hətta bitkilər dəmir birləşmələrinin (məsələn, hidroksidinin) həll olması dərəcəsi yüksələn turş torpaqlarda məhlulda olan dəmir duzlarından (xlorid və ya sulfat duzları) əziyyət çəkirlər. Lakin, bununla belə dəmir bitki və heyvanların qidalanması üçün vacib elementlərdən biridir. O, hemoqlobinin də tərkibinə daxildir. Torpada bu elementin üzvi və qeyri-üzvi birləşmələrinə rast gəlmək olur. Bitkilər dəmirin qeyri-üzvi birləşmələrindən istifadə edirlər.
Neytral və zəif qələvi torpaqlarda dəmirin mütəhərrikliyi kəskin surətdə azalır və bəzi bitkilər xüsusilə meyvə-giləmeyvə bitkiləri, seyrək hallarda tərəvəz bitkilərində çatışmır. Torpağa həll olan dəmir duzlarının verilməsi faydasızdır, çünki onlar torpaqda sürətlə və tamamilə bitkilər tərəfindən mənimsənilə bilməyən birləşmələrə çevrilir. Bitkilərə məhlul çilənməsi daha effektlidir, lakin onun mövsüm ərzində iki və üç dəfə çiləmək lazımdır, bu isə iqtisadi cəhətdən məqsədəuyğun sayılmır.
Son illərdə xelatlar – kompleks birləşmələr tətbiq olunur, bunlar suda həll olur, lakin özlərinin saxladiqları kationları dissosiasiya etmirlər. Bunun sayəsində xelatlarla birlikdə torpağa verilmiş dəmir bitilərin mənimsəyə biləcəyi halda qalır. Xelatlar içərisində ən sadəsi etilendiamintetraasetat turşusudur (EDTA). Onun karboksil qruplarının hidrogenlərini başqa kationlarla (o cümlədən dəmirlə) əvəz etdikdə müvafiq metalların xelatları əmələ gəlir.
Torpaqda dəmir birləşmələrinin iştirakı ilə gedən kimyəvi proseslərinin əsas reaksiya tipləri aşağıdakılardır:
1.Dəmir tərkibli mineralların və üzvi-mineral maddələrin parçalanması (aşınması) nəticəsində dəmir birləşmələrinin səfərbərliyə alınması yolu ilə;
2.Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları;
3. Üzvi-mineral birləşmələrin (komplekslərin) əmələ gəlməsi;
4.Adsorbsiya qarşılıqlı təsir vasitəsilə;
5.Hidroksidlər, sulfidlər və fosfatlar kimi çətin həll olan birləşmələrin əmələ gəlməsi.
Normal aerasiya şəraiti olan torpaq məhlullarında dəmirin qatılığı Fe(OH)₃ –in həll olması ilə nizamlanır. Bu torpaqəmələgəlmə prosesində dəmir birləşmələrinin transformasiyasının ilk məhsulu hesab edilir. Praktiki olaraq bütün torpaqlarda bu proses gedir və torpaq məhluluna sərbəst dəmir ionları daxil olur.
Turş mühitdə Fe(OH)₂ və Fe(OH)₃ hidroksidləri yaxşı həll olurlar:
Fe(OH)₂ + H₂SO₄ → FeSO₄ + 2H₂O
Fe(OH)₃ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O
pH 3 olanda Fe(OH)₃ həllolması 4.10^-5 q.ion/l və ya 2,2 mq/l olur. Ancaq pH 4 mühitində Fe³⁺ ionlarının qatılığı 2,2.10^-3 mq/l-dən artıq olmur. pH-ın yüksəlməsi ilə Fe(OH)₃ və Fe(OH)₂ həllolmasının zəifləməsi gedir. Bu məlumatlara uyğun olaraq Fe³⁺ mütəhərrikliyi pH>3 , Fe²⁺ mütəhərrikliyi pH>8 şəraiti məqbul sayılır. Tədqiqatçılar müəyyənləşdiriblər ki, Fe(OH)₃ həll olmasına torpaq məhlulunda əmələ gələn bu hissəciklər [Fe(OH)²⁺, Fe(OH)⁺₂ , Fe(OH)⁰₃ , Fe(OH)^-₄ , FeH₂PO₄²⁺ , Fe(H₂PO₄)₄^- , FeHPO₄⁺ , FeHCO₃ və s.] daha çox təsir edir.
Təcrübələrlə təsdiq olunmuşdur ki, iynəyarpaqlıların distillə suyu ilə hazırlanmış çəkintisi dəmir oksidlərini və hidroksidlərini asanlıqla həll edə bilir. Bitki qalıqları ilə qarışıq saxlanılmış torpaqlarda dəmir birləşmələrinin həll olması daha da yüksəlir. Bu oksidləşmə-reduksiya potensialının azalması və dəmirin reduksiya olunması ilə izah edilir.
Torpaq məhlulunda dəmirin vəziyyətinin təhlili göstərir ki, amorf halda olan Fe(OH)₃ torpağın bərk fazasında daha çox toplanır. Burada dəmirin oksidləri, hidroksidləri ilə yanaşı fosfatları da vardır.
Ikivalentli Fe(II) havanın oksigeni ilə birləşərək, üçvalentli Fe(III) birləşmələri əmələ gətirir. Bu kimi reaksiyalar FeS₂ üçün də ehtimal olunur:
FeS₂ + 15/4O₂ + 5/2 H₂O→ FeOOH + 2SO₄^2- +H⁺
Bu zaman şox qüvvətli sulfat turşusu əmələ gəlir və pH kəmiyyəti 2,0 vahid qədər azala bilir.
Sideritin oksidləşməsi zamanı isə zəif karbonat turşusu əmələ gəlir:
2FeCO₃ + 0,5O₂ + 3H₂O→ 2FeOOH + 2H₂CO₃ və bu zaman pH adətən 3,5-4,0-dən aşağı düşmür.
Dəmirin belə birləşmələri torpaqların meliorasiyasında bəzi problemlər yaradır. Belə ki, drenlərdə qoyulmuş su borularında “oxra” yığılması tezliklə həmin boruların sıradan çıxmasına səbəb olur. Bu ən çox Fe₂O₃ . _nH₂O tərkibdə oxranın akkumulyasiyası ilə bağlıdır. Bununla mübarizə aparmaq üçün qaqrotexniki tədbirlərlə yanaşı bioloji və kimyəvi metodlardan da istifadə edirlər. Məsələn, müxtəlif ağac materiallardan, üzvi maddələrdən süzgəclər qoyulur. Kimyəvi üsul kimi xlorid turşusu ilə borular yuyulur:
Fe₂O₃ . _nH₂O + 6HCl→ 2Fe³⁺ + 6Cl^- + 3H₂O + _nH₂O
Bu məqsədlə sulfat turşusundan da istifadə etmək məsləhətdir.
Təbiətdə dəmirin müxtəlif birləşmələri arası kəsilmədən çevrilmə proseslərinə uğrayır. Əvvəllər belə zənn edirdilər ki, guya dəmir və onun birləşmələri yalnız kimyəvi yolla dəyişilə bilər. Lakin S.N.Vinoqradski və N.Q.Xolodnının işləri ilə məlum oldu ki, təbiətdə gedən dəmir dövranında mikroorqanizmlərin də böyük rolu vardır.
Aparılan tədqiqatlar göstərir ki, dəmir bakteriyalarının ən geniş yayılmış nümayəndələri (Leptothrix, Crenothrix, Cladofhrix, Chlamydothrix kimi cinslər) torpaqda, bataqlıqlarda, göllərdə və dənizlərdə rast gəlmək olur. Bu bakteriyalar manqan duzları olan mühitdə örtüklərinin işərisində dəmir elementin hidroksidini toplayır, hətta dənizlərdə də bioloji dəmir-manqan yataqlarının əmələ gəlməsində iştirak edir. Tion bakteriyalarına yaxın olan turş sularda yaşayan Thiobac.ferroxidans və Leptospira ferroxidans kükürdü və ya hiposulfiti sulfat turşusuna və dəmir oksidini dəmir hidroksidinə qədər oksidləşdirir. Belə bakteriyalar şaxtalarda FeS, CuS, MoS və s. kükürdlü birləşmələrin H₂SO₄ -ə qədər oksidləşməsini əmələ gətirir. Təsərrüfat nöqteyi-nəzərincə bu ziyanlı bir prosesdir, çünki turş yeraltı sular şaxtalarda işlədilən metal alətlərin korroziyasını əmələ gətirir. Dəmir bakteriyalarının əmələ gətirdiyi sulfat turşusundan kömürün saflaşdırılmasında, onun kükürddən təmizləməsində və ya metalların sulfitlərinin həllində praktiki məqsədlə istifadə oluna bilər. Təbiətdə dəmir bakteriyaları yeraltı sularla aparılan həll olan dəmir birləşmələri həll olmayan formaya keçir və beləliklə dəmir filizi əmələ gəlir. Qeyd edildiyi kimi, dəmir bakteriyalarının ziyanı da vardır. Bəzən bu bakteriyalar su kəmərlərində həddən artıq çoxalıb, onları tıxac kimi tutur və beləliklə də suyun keçməsinə mane olur. Bunlar su kəmərinin divarına yapışmış Crenothrix polyspora kimi dəmir bakteriyalarıdır. Bununla mübarizədə müxtəlif antiseptik maddələrdən istifadə edilir. Laboratoriya şəraitində su kəmərlərini dəmir bakteriyalarından təmizləmək üçün kəmərə çoxlu hava vurulur. Bu zaman havada olan oksigen dəmirinin (Fe⁺⁺⁺) həll olunmuş formasını həll olmayan (Fe⁺⁺) şəklə keçirir və beləliklə də bu birləşmə çöküb, xaric olur.