Tuproq kimyosi

Tuproqning oksidlovchi-qaytaruvchi potentsiali (OQP)
Buni miqdor jihatdan aniqlash uchun avvalo OQP yo‘nalishini aniqlash kerak bo‘ladi. Tuproqdagi OQP odatda tuproq sharoitini belgilaydi. Tuproqni OQP deb eritmasi bilan inert metalldan yasalgan elektrod (platina) o‘rtasidagi potentsiallar ayirmasi tushuniladi. Bunda inert elektrod tuproqqa joylashtiriladi.
OQP potentsiometr yordamida aniqlanadi. Solishtiruvchi elektrod tariqasida kolomel elektrod olinadi. OQP qoidalariga ko‘ra milvoltlarda o‘lchanadi. OQP ni Eh simvoli bilan belgilanadi.
(I)
bunda R-universal doimiyligi, dj.
T-absolyut temperatura, K.
F-faradey doimiysi, kl (kulon). OQP jarayonida qatnashgan elektronlar soni.
A_ox va A_Red-oksidlangan va qaytarilgan birikmalar aktivligi.
E-standart potentsial bo‘lib, A_ox:A_Red=1 bo‘lsa 20°C formula (II) dagi

Bu holatda natural log unli log ga almashtirilgan bo‘ladi. Natijada (I) fomula quyidagi ko‘rinishni oladi.
(II)
Bu formulada Eh voltlarda kelib chiqadi, lekin amaliyotda Eh ml. voltlarda ishlatiladi, shuning uchun formulaga millivoltlar uchun quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi.

Formuladan ko‘rinib turibdiki, tuproqlarda OQP asosan ionlarning faolligiga bog‘liq. Agar ionlar faolligiga tenglashsa, ya’ni A_ox=A_Red yoki A_ox=A_Red=1 bo‘lsa, unda tenglama o‘zgaradi, ayniqsa A_ox=A_Red=1 bo‘lsa, u holda 1ning unli 1og nol bo‘lib, tenglama quyidagi holatga keladi.

bo‘ladi. Demak Eh, ya’ni OQP i standart potentsialga teng bo‘ladi, standart potentsial qiymati jihatdan har xil bo‘ladi.
Masalan:
E_o = 0,77 V yoki 770 mV.
bunda temirni E_o = 0,44 V yoki 440 mV.
bunda SO₄ dagi S, H₂S dagi S ga aylandi, natijada E_o = 0,31 V yoki 310 mV bo‘ladi. ya’ni bu sistemani En = 310 mlv yoki bunda E = 0,8 v. yoki 800 mlv bo‘ladi.
Sharoitga va izlanish maqsadiga qarab OQP dalada yoki laboratoriyada aniqlanadi. Eng to‘g‘ri ma’lumotga dalada OQP ni aniqlashda erishiladi. Laboratoriyada esa modellashgan tajribada aniqlanadi.
Tuproqda bir paytning o‘zida oksidlangan va qaytarilgan organik va noorganik birikmalar mavjud bo‘ladi. Shuning uchun nam tuproqda bir vaqtning o‘zida bir necha OQ sistemalari bo‘lishi mumkin. Tuproqda ko‘proq quyidagi oksidlanish va qaytarilish tizimlari bo‘ladi;
O₂   O^-2; Mn⁺⁴   Mn⁺³   Mn^+2; NO₃^-   NO₂^- H₂   2H⁺; SO₄^-2   H₂S; CO₂   CH₄
Bulardan tashqari, organik oksidlanish va qaytarilish sistemalari uchraydi. Demak, tuproqdagi Eh (OQP) har xil OQ tizimlarining o‘rtachasi bo‘ladi. Bunda qaysi sistema ko‘plikni tashkil qilsa, tuproqdagi Eh miqdori shu tizimni Eh ga yaqin bo‘ladi. Tuproqning oksidlanish va qaytarilish potentsiali (Eh) miqdorini belgilaydigan asosiy sistemaga potentsial aniqlovchi sistema deyiladi.
Tuproqda asosiy oksidlovchi bu havo va tuproq eritmasi kislorodi hisoblanadi. Bu O₂ tuproqdagi va tuproq eritmasini har xil moddalarni, elementlarni oksidlaydi. Kisloroddan tashqari Fe⁺³ va S⁺² lar ham oksidlovchi rolini o‘ynaydi. Tuproqlardagi qaytarilish muhiti organik moddalarni anaerob parchalanishiga hamda mikroorganizmlarni hayot va faoliyatiga bog‘liq.
Oksidlanish va qaytarilish reaksiyalarining katta qismi biokimyoviy jarayon bilan bog‘liq.
Biokimyoviy jarayon ayni vaqtda mikroorganizmlar hayot faoliyati bilan bog‘liq. Mikroorganizmlar o‘zlarining hayot faoliyati jarayoni davomida atmosfera kislorodini yutadi va uni bog‘lab mineral birikmaga aylantirib, ya’ni qaytarilgan shakilda ko‘pincha dioksid (CO₂) holatida yana tuproqqa qaytaradi.
OQP ning miqdoriga mikroorganizmlar faoliyati bevosita ta’sir ko‘rsatadi. Ko‘p hollarda tuproqning potentsial aniqlovchi sistemasi bu tuproq eritmasi O₂ bo‘ladi.
Tuproq eritmasidagi kislorod miqdori odatda tuproq Eh ning yuqori nuqtasini aniqlaydi, belgilaydi. (600 - 700 mv). To‘plangan vodorod miqdori Eh ni quyi chegarasi (100--100 mv) belgilaydi.