Azərbaycan Respublikası Təhsil Nazirliyi Lənkəran Dövlət Universiteti

Mövzu 13: Kationların fiziki-kimyəvi və ya mübadilə yolu ilə udulmasının əsas qanunauyğunluqları.
Plan:

5. 
   Kationlrın mübadilə reaksiyası.
   
6. 
   İon mübadiləsinin selektivliyi.
   
7. 
   Torpaqla məhlulun qarşılıqlı təsiri zamanı kationların mübadilə reaksiyasının surəti.
   
8. 
   Torpaqda mübadilə olunan kationların tərkibi və miqdarı.
   

1. 
   Kationlrın mübadilə reaksiyası.
   

Torpaqlarda sorbsion qarşılıqlı təsirlərin mümkün tipləri nəzərdən keçirilərkən torpağın çox mürəkkəb polifunksional sorbent olduğu və eyni maddənin və ya ionun bir neçə tip qarşılıqlı təsir vasitəsilə eyni vaxtda sorbsiya olması məlum olur. Bu, torpaqda sorbsion proseslərin tədqiqini olduqca çətinləşdirir. Bununla belə, böyük həcmdə eksperimental materialın ümumiləşdirilməsi torpaqda baş verən sorbsion proseslərin bəzi qanunauyğunluqlarını təyin etməyə və sorbsion prosesləri səciyyələndirən bir sıra kəmiyyət parametrlərini tətbiq etməyə imkan verir. Torpaqda sorbsion proseslərin kəmiyyət səciyyəsini verməkdən ötrü bir sıra göstəricilərdən istifadə olunur.
Torpağın sorbsion tutumu – torpağın maksimum miqdarda maddəni sorbsiya etmək qabiliyyətidir. Sorbent kimi torpağın polifunksionallığı ilə əlaqədar onun sorbsion həcmi kationlar da daxil olmaqla müxtəlif maddələrə münasibətdə müxtəlifdir. Məsələn, K+ eyni zamanda həm mübadilə olunan, həm də mübadilə olunmayan formada udula bilər, Na+ əsasən mübadilə olunan, Zn2+ - mübadilə olunan, həm də kompleksəmələgətirən və çöküntü formasında udula bilər. Ona görə də sorbsion tutumu anlayışını konkret maddələrə və ya ionlara tətbiq etmək məqsədəuyğun olardı. Nəzərə almaq lazımdır ki, torpağın sorbsion tutumu çöküntü udma qabiliyyətinə malik maddələr üçün torpaq birləşmələrinin həll olması və termodinamik baxımdan daha sabit ionlu çöküntülər yaratması hesabına çox böyük həcmə çata bilir. Buna misal olaraq gipslə həll olan fosfatın qarşılıqlı təsirinin aşağıdakı sxemini göstərə bilərik:
3CaSO4 + 2HPO2- 4 → Ca3(PO4)2↓+ 3SO2- 4 + 2H+
Bu reaksiya zamanı gipsin tamamilə fosfata çevrilməsinin şahidi oluruq. Digər tərəfdən torpaq hər hansı bir ionla doyduğu zaman onun dispersləşməsinin səviyyəsi dəyişir ki, bu da həmçinin torpağın sorbsion xassələrinə təsir göstərir.
Kation mübadiləsinin tutumu (KMT) – mübadilə halında torpağın tuta bildiyi kationların maksimum miqdarıdır. Bu hər torpaq üçün nisbi sabit göstərici olub, pH, həmçinin mübadilədə iştirak edən ionların təbiətindən asılıdır. Kation mübadiləsinin tutumu torpağın tipindən, əsas kation udan komponentlərin tərkibindən (gilli minerallar, üzvi maddə) və qranulometrik tərkibdən asılı olub, çox böyük hüdudlarda tərəddüd edir.
2. İon mübadiləsinin selektivliyi. Eyni torpaq başqa bərabər şəraitlərdə (pH və s.) tərkibi müxtəlif ionların qarışığından ibarət olan məhluldan kationları və anionları qeyri-bərabər miqdarda udur. Əksər torpaq tiplərində mübadiləli udma qabiliyyətinin yüksəlməsinə görə kation və anionların aşağıdakı sırasını irəli sürürlər:
Na⁺ < NH⁺₄ ≤ K⁺ < Mg²⁺ ≤ Ca²⁺ < H⁺ < Al³⁺;
Cl^- ≤ NO^-₃ < SO^2-₄ < PO^3-₄ (HPO^2-₄, H₂PO₄^-).
Lakin bu sıralar universal deyildir və müxtəlif torpaqlarda pH, temperatur, konsentrasiya və s. şəraitindən asılı olaraq dəyişə bilər.