7-Ma`ruza. Mavzu: Dispersion muhiti gaz, suyuq va qattiq moddadan iborat bo`lgan kolloid sistemalar. Reja

[TK]M₁ + M₂ ↔ [TK]M₂ + M₁
bu yerda [TK]— tuproq kolloid zarrachasi; M₁ va M₂— kationlar. Shy tariqa almashina oladigan kationlar almashinuvchan yoki shimiluvchan kationlar deyiladi. Tarkibida shimiluvchan kation bor mayda tuproq zarrachalarining jami tuproqning shimiluvchan kompleksi deb ataladi. Kal`tsiy va qisman magniy ioni tuproqqa eng ko`p shimiladigan kationlardir. Sho`r tuproqlarda kalьtsiy va magniy ionlaridan tashqari, natriy ionlari ham ancha miqdorda bo`ladi. Kislotali tuproqlarda esa kalьtsiy va magniy ionlaridan tashqari alyuminiy xamda vodorod ionlari bo`ladi. Ma`lum miqdor, masalan, 100 g tuproqqa shimilgan kationlarning milliekvivalentlar bilan ifodalangan umumiy miqdori tuproqning shimish (almashtirish) sig`imi deyiladi. Masalan, qora tuproqning shimish sig`imi 100 g tuproq uchun 25—50 milliekvivalentni tashkil kiladi.
Tuproqda sodir bo`ladigan fizik shimilishda erigan modda molekulalari tuproqning mayda dispers zarrachalari sirtiga adsorbilanadi. Mexanik shimilishda esa tuproqdan o`tadigan suvdagi qattiq zarrachalar tuproqda tutilib qoladi.
Tuproq kolloidlari tufayli tuproqda struktura agregatlar xosil bo`ladi, ya`ni tarkibida shimilgan kalьtsiy ioni bo`lgan va suvda erimaydigan chirindi modda tuproq zarrachalarini qovushtirib, diametri 1 — 10 mm bo`lgan qumoq-qumoq donalar xosil qiladi. Tuproqning struktura agregatlari suv ta`siridan yoyilib ketmaydi. Tuproqda struktura agregatlarining bo`lishi ekinning o`sishiga katta yordam beradi.
Tabiatda tuproq kolloidlari faqat tog` jinslar bo`lgan minerallarning yemirilishidangina emas, balki tuproqda mavjud bo`lgan organik va anorganik moddalar orasida amalga oshadigan ximiyaviy reaktsiyalar natijasida ham xosil bo`ladi. Tuproqning yuqori dispers qismi sifat va miqdor jixatidan xamma yerda birdek emas: ba`zilarida ko`p va ba`zilarida kam bo`lishi mumkin. Masalan «semiz» yerlarda kolloid-dispers zarrachalar 50 % ni, sog`tuproqda 30 %, qumli tuproqlarda 3 % ni tashkil qiladi.
Ba`zan sho`rxok yerlarga gips solish, ya`ni natriy ionlarini kalьtsiy ionlari bilan almashtirish tuproqning sifatini oshiradi. Bunda ionlarning kolloidlarni koagulyatsiyalash qobiliyati ortadi tuproqning strukturasi mustaxkamlanadi.
Bu jixatdan ushbu kitob mualliflaridan biri, akad. K.S.Axme­dov taklif qilgan suvda eruvchan yuqori polimer moddalar (masalan, K-4 preparat) katta axamiyatga ega. Tuproq kolloidiga adsorbilangan kationlar tuproqning fizik-ximiyaviy xossalarini o`zgartiradi va o`simlikka bevosita ta`sir ko`rsatadi. Masalan, tuproqda oz miqdorda Na<sup>+</sup>, K<sup>+</sup> va NH<sub>4</sub><sup>+</sup> ionlari bo`lsa, o`simlik yaxshi rivojlanadi. Agar tuproqning yutuvchi kompleksi bu ionlarga batamom to`yingan bo`lsa, bunday tuproqda o`simlik nobud bo`ladi. Shu sababli yerga normadan ortiq mineral o`g`it solish tuproqqa katta zarar keltiradi. Shuningdek tuproqning Ba<sup>2+</sup>, Ni<sup>2+</sup>, Co<sup>2+</sup> ionlar bilan to`yinishi xam ekinni zaxarlaydi.
Kationlarning tuproq kolloidlariga adsorbilanish jarayoni qaytar jarayondir, Shu sababli kation almashtirish orqali tuproqni kerakli kationlar bilan ta`minlash va tuproqdagi yutuvchi komplekslar tarkibini o`zgartirish mumkin.
Anionlarning tuproq kolloidlariga adsorbilanish xarakteri kation-larnikidan tamomila farq qiladi. Masalan, NO₃^-, C1^- kabi anionlar tuproq kolloidlariga yutilmaydi. Ular tuproq eritmasida erkin harakat qiladi. Lekin fosfat PO₄^3- anionlar tuproq kolloid zarrachalarining bevosita sirtiga adsorbilanadi. Kam kislotali, neytral va ishqoriy tuproqlarda esa PO₄^3- anionlar tuproq kolloidlariga chuqurroq adsorbilanadi. Tuproq kolloidlarida Ca²⁺ , Al³⁺ va Fe³⁺ kationlari bilan PO₄^3- ionlar reaktsiyalarga kirishib, suvda kam eruvchan kalьtsiy, alyuminiy va temir fosfat cho`kmalarini xosil qiladi. Demak, PO<sub>4</sub><sup>3-</sup> anionlarning tuproq kolloidlariga adsorbilanishi qaytmas protsess tarzida boradi.
Tuproqda kolloidlarning mavjudligi tufayli tuproq buferlik xususiyatiga ega: tuproqqa bir oz kislota yoki ishqor qo`shilsa, tuproq o`zining pH qiymatini saqlab qolishga intiladi. Faraz qilaylik, tuproqda organik modda yemirilishi natijasida yoki unga kislotali o`g`it solish orqali tuproq eritmasida vodorod ionlar (H<sup>+</sup>) kon­tsentratsiyasi oshirib yuborilgan bo`lsin. Bunda tuproqning yutuvchi kompleksi tuproq eritmasidagi vodorod ionlarini o`zidagi boshqa kationlarga (masalan, Ca²⁺ ionlariga) almashtirishga intiladi, u xolda yutuvchi kompleks bilan vodorod ionlar orasida