Tuprokda IV gurux elementlari

Kremniy oksidlari va alyumosilikatlar.

Kremniy dioksidi tuproklarda xar xil formalarda bulishi bilan birga xilma-xil mikdorlarni tashkil kiladi.Eruvchanlik va nurashga nisbatan chidamli kremniyli birikma bu kvars bulib, tuprokning yirik fraksiyalarda 40-90 foiz gacha bulishi mumkin.U suv bilan reaksiyaga kirib yangi moddalarni xosil kilishi fanda ma'lum.

SiO₂ + 2H₂O____ Si(OH)₄
SiO₂ ning konsentratsiyasi 140 mg/l dan kam bulgan suyuk eritmalarda ortokremniyli kislota (H₄SiO₄) yoki SiO(OH₄) mavjud bulib undan yukori konsentratsiyalarida esa polikremniyli shaklida buladi.
Ortokremniyli kislota juda kuchsiz xisoblanib, uning dissotsiatsiya konstantasi 9,9-13,7 atrofida buladi.Shuning uchun bulsa kerak xatto karbonat kislota xam kremniy kislotani uning birikmalardan sikib chikaradi.
SiO₂ ning tuprokdagi eruvchanligi uning kup xossalariga boglik.Suvda SiO₂ eruvchanligi 2 x10 ^-4 mol/kg ni tashkil kiladi.
Amorf SiO₂ ning suvda eruvchanligi kattik SiO₂ ga nisbatan 10 barobar kup buladi.Kremniy birikmalarining eruvchanligiga tuprokning rN ga ta'sir kiladi va ba'zi ma'lumotlarga kura rN ortishi bilan uning bu kursatkichi kupayadi.Masalan: rN=3 bulganda SiO₂ 40 mg/l, rN=7, 10-11 bulganda esa 30-400 mg/l ga etish mumkin.
Tuprokning kattik fazasi tomonidan kremniy kislotalarini adsorobtsiyasi xam uni eruvchanligiga ta'sir kiladi.Freyndlix formasi kremniy kislotalarini adsorbtsiyasini tugri tushuntira oladi.Y= a Cn
Y – adsorbtsiyalangan kremniy kislota mikdori,
S – uning muvozanati eritmadagi konsentratsiyasi, a v an Lar konstanta.
Si kislotalarini adsorbtsiyasi xam rN ga boglik bulib, rN=6,5-10 gacha oshib boradi, sung yana kamayadi.Shuni aloxida kayd kilish kerakki, tuprok Bilan kremniy kislota orasidagi adsorbtsiya mexanizmining rN ga boglikligi Tula urganilmagan.
Masalan, Genderson- Xasselbax ma'lumotiga kura eritmada H₄ SiO₄ bilan H₃ SiO₄ mikdori teng buladi.Bu xodisa ayniksa rN=9,9 bulganda kuzatiladi.Bu uzgarishlar rN mikdori, adsorbentsifati va uning yuzasi kabi kattaliklarga xam boglik.
Yukori valentli elementlarning gidoksidlari kremniy kislotani aktiv adsorbtsiyalaydi. Kristalli minerallar, temir oksidlar SiO₂ xam adsorbtsiyalaydi.Bu borada karbonatlar va gumus birikmalari nisbatan inert. SiO₃ mikdorda SiO (OH₄) kvars tomonidan adsorbtsiyalanadi.Adsorbtsiyaga karama-karshi xodisalar xam tuprokda kuzatiladi.
Kremniy kislotasining tuprok silikatlarda ajralib chikishi xodisasiga desilikatsiya deyiladi.Bunda xosil bulgan kislota alyuminiy oksidlari bilan chukib allofanlarni xosil kiladi.Yuvuvchi suv rejimida, ferralitizatsiya jarayonlarida desilikatsiya jarayoni tezlashadi.Tuprokning yirik fraksiyalarini, xamda gilli fraksiyalarining kup kismini alyumosilikatlar tashkil kiladi.Barcha silikatlarning negizini kremniy kislorodli tetraedr (SiO₄) tashkil kiladi.Silikatlarning 6 ta tipii fark ikladi:orolli, xalkali, zanjirli, lentali, katlam-katlamli va karkasli.
Tuproklarda 6 ta tipning barchasini kuzatish mumkin.Kumli va yirik fraksiyalarda katlam-katlamidan boshka barcha silikatlar tiplari mavjud buladi.Bularga dala shpatlari, amfibollar, olivin, epidot va boshkalar kiradi.Yirik fraksiyalar tarkibidagi minerallar tuprokning singdirish sigimi, potensial kislotaligi, buferligi kabi xossalarga kam ta'sir kiladi. Tuprokning il va kalloid zarrachalari tarkibida katlam-katlamli minerallar kup bulib, ular tuprokni kationlar va anionlarga singdirish kobiliyatiga, yopishkokligi bukishi kabi xossalariga katta ta'sir kursatadi.
Tuprok tarkibidagi alyumosilikatlardan montmorillonit, vermikulit, kaolinit, gidroslyudalar mavjud bulib, ular tuprokning kator kimyoviy va fizik-kimyoviy xossalariga ta'sir kursatadi.
Alyumosilikatlarning asosiy guruxlari kremniy-kisloroddan iborat tetraedar va oktaedrik kristall panjaralarini xosil kiladi.Kremniy-kislorodli tetraedr markazida Si ⁺⁴ joylashadi atrofida kislorod, shuning uchun bulsa kerak kislorod valentliklarining yarmi Si ⁺⁴ bilan konpensatsiyalangan xolos, bu uz navbatida tetraedr formulasini (SiO₄) ^{– 4} yozishni takozo kiladi.
Odatda Si – O - Si li boglanish mustaxkam boglanish xisoblanadi va ularga silikatli boglanish xam deyiladi.Shu boglar orkali terraedrlar zanjirli boglanib geksagonal panjarani xosil kiladi.Bu kurinish Si₂O₅ fragmentdagi formulaga tugri keladi.
Tuprokdagi gilli minerallar uzlarining xususiyatlariga karab xar xil guruxlarga bulinadi. Masalan, kaolinit guruxiga kaolinit, dikkit, nakrit, gallauzit kiradi.Kaolinit bukish va kationlarni singdirish kobiliyatiga ega emas.Uning solishtirma yuzasi kata bulmasdan 5-7 dan 25-30 m ²/g ga tugri keladi.Singdirish sigimi xam kichik 10 mg.ekv. 100 g atrofida.
Montmorillonit guruxi.Bu guruxga smektitlar xam deyiladi.bularga bevosita montmorillonit va beydelit, nontronitlar kiradi.Nontronitda AI , Fe ga izomer almashinish xususiyatiga ega.Gilli minerallar tarkibida montmorillonit kup bulsa ularga bentonitlar deyiladi.Montmorillonitning yuzasi 400-600 m ²/g, kationlarni singdirish kobiliyati esa 100 mg/ekv. gacha yetadi montmorillonit xajmi shishish davrida montmorillonit xajmi 2-2,5 marotaba oshadi.
Slyuda va gidroslyudalar kupincha birlamchi minerallar katoriga kiritiladi.Ba'zi mualliflar esa ikkilamchi katoriga kiritadilar.Slyuda va gidroslyudalar tuprok kaliysini asosiy manbayi sanaladi.Bunga sabab esa slyuda va gidroslyudalarda kaliy mikdori 9-10 % gacha yetadi.Vermikullitlar xam slyudasimon katlamlar xosil kiladi, vermikullitlar odatda magniyli alyumosilikatlar sanaladi.
Vermakullit nomi lotincha «Vermikularis» suzidan olingan bulib, chuvalchangsimon degan ma'no anglatadi.Bunday nomlanishiga sabab isitilganda ularning xajmi 20-30 marotaba ortadi va chuvalchangsimon bukilib chuziladi.