Tuproq kislotaligi va ishqoriyligi Tuproq buferligi tuproq eritmasi

Mavzu:Tuproq kislotaligi va ishqoriyligi Tuproq buferligi tuproq eritmasi va tuproqdagi oksidlanisgi-qaytarilsish jarayonlarining issiqlik xossalari va issiqlik rejimi
Reja:

1. 
   Tuproq kislotaligi va ishqoriyligi
   
2. 
   Tuproq buferligi tuproq eritmasi
   

3.Tuproqdagi oksidlanisgi-qaytarilsish jarayonlarining issiqlik xossalari va issiqlik rejimi

3. 
   

Tuproqdagi muhit, ya’ni tuproq reaksiyasi tuproq eritmasidagi H⁺ va OH^- ionlarining miqdori va nisbati bilan bog‘liq bo‘lib, pH odatda H⁺ ionlarning faolligini salbiy logarifmi bilan o‘lchanadi.
Tuproq eritmasida erigan moddalarning tarkibiga hamda tuproqning qattiq qismi bilan o‘zaro ta’siriga bog‘liq ravishda eritmada H⁺ va OH^- miqdorlari, nisbati, ya’ni pH o‘zgaradi.Tuproq eritmasi neytral (pH=7), nordon (pH<7) va ishqoriy (pH>7) bo‘ladi. Bundan tashqari, oraliqdagi pH lar ham bo‘ladi, ya’ni kuchsiz nordon, kuchsiz ishqoriy va boshqalar.Tuproq reaksiyasi qator omillarni birgalikdagi ta’siriga bog‘liq bo‘ladi. Bu omillarga, tuproq qattiq qismining kimyoviy va minerologik tarkibi, erkin tuzlarning tuproqdagi miqdori va sifati, organik moddalarning miqdori va sifati, tuproq havosining tarkibi, tuproq namligi, tuproqdagi organizmlar faoliyati va boshqalar kiradi.
Tuproq muhitini boshqaradigan muhim omillardan biri undagi tuzlar hisoblanadi. Tuproqdagi neytral, nordon va ishqoriy tuzlar suvda eriganda va quriganda (nami qochganda) tuproq reaksiyasiga ta’sir ko‘rsatadi va bu ta’sir unumdorlikda ko‘rinadi.Mineral kislotalardan tuproqda ko‘p uchraydigani karbonat kislotalari hisoblanadi. Tuproqdagi termodinamik sharoitga qarab karbonat kislota tuproq eritmasi pH ni 3,9-4; 5-5,7 oralig‘ida ushlab turishi mumkin. Ayni vaqtda karbonat angidridning o‘zini tartiboti tuproqdagi ob-havoning sutkalik o‘zgarishiga va mikroorganizmlar faolligiga bog‘liq. Bundan tashqari tuproqlardagi sulfidlarning oksidlanishidan vaqtincha yoki doimiy sulfat kislota hosil bo‘lishi mumkin, bunda hosil bo‘lgan H₂SO₄ tuproqdagi pH ni 2-3 gacha tushirib yuborish mumkin.Tuproqdagi kationlarga to‘yinmagan gumin va fulvokislotalar ham pH ni 3-3,5 gacha tushirish xususiyatiga ega. O‘rmon to’shamasi parchalanishi natijasida hosil bo‘lgan organik moddalar pH ni 3,5-5 ga, moxlarni qoldiqlari esa 2-3 ga tushira oladi.

Organizmlar ta’sirida, ildizlar o‘z atrofiga modda chiqarishi hisobiga tuproq eritmasida erkin holda sirka, shavel, limon va boshqa kislotalari paydo bo‘lishi isbotlangan.Tuproq eritmasidagi muhitni belgilashda mikroorganizmlarning roli katta. Masalan nitrofikator tuproqda vaqtincha nitrat va nitrit kislotalarni paydo qiladi, natijada vaqtincha pH=0,5-2,0 gacha tushib qoladi. Oqsillar mikroorganizmlar ta’sirida parchalanishi hisobiga tuproq eritmasiga H₂SO₄ chiqadi, bu ham pH ni pasayishiga olib keladi.Moddalarning kislota, ishqoriy xususiyatlari Brensted-Louri nazariyasiga ko‘ra aniqlandi. Shu nazariyaga ko‘ra o‘zidan proton (H⁺) bera oladigan har qanday modda kislota, protonni o‘ziga qo‘shib oladigan modda esa asos deyiladi. Kislotalarni suvli eritmalarda ular protonni suvga beradilar.CN₃COOН  CH₃COO^- + Н₃O⁺ bu formulada suv kislota xususiyatga, sirka kislota qoldig‘i esa asosga ega bo‘lib qoladi. Kislota va asoslar kuchi ularning konstantasida bo‘ladi. Kislotadan protonni suvga o‘tgandagi konstantasi:agar suvdagi proton tortib olinsa, unda asosli konstanta, ya’ni: bo‘ladBu konstantalar ko‘paytmasi erituvchilarning ionlari ko‘paytmasiga teng bo‘lib, quyidagicha:

Qaysi sharoitda ko‘rinishiga, o‘lchanishiga qarab tuproqlarda faol va potensial kislotaliklar farq qiladi. Tuproq eritmasidagi vodorod ioni (proton) faol kislotalikni vujudga keltiradi.Bu kislotalik eritma xususiyatiga bog‘liq bo‘lib, tuproq bilan distillangan suvning o‘zaro ta’siri vaqtida o‘lchanadi. Bu nisbatan 1:2,5 bo‘lishi kerak. Tuproqni ham (pasta) holatiga keltirib yoki tabiiy namligida faol nordonlikni o‘lchov elektrodlar yoki kolorimetr bilan ham o‘lchash mumkin.O‘zbekistonning sug‘oriladigan yerlarida suvli so‘rimda o‘lchangan pH asosan 6,9-7,2 atrofida bo‘ladi.Potensial kislotalik deb, tuproqlarning tuzlar eritmasi bilan o‘zaro ta’siri vaqtida o‘zining kuchsiz kislota tariqasida namoyon qilish qobiliyatiga aytiladi. Potensial kislotalik tuproq qattiq fazasining xususiyati bilan belgilandi. Bunda ma’lum miqdordagi protonlar eritmaga o‘tib har xil tuzlar va o‘g‘itlar bilan o‘zaro ta’sirlanadi.

Tuzli surimlarning nordonlik xususiyati odatda eritma bilan qattiq jism yoki kolloid zarracha orasidagi almashinish natijasida eritmaga H⁺ ioni chiqishi hisobiga sodir bo‘ladi va bu jarayonni quyidagicha tasvirlash mumkin.Shuni unutmaslik kerakki, bu jarayon to‘yinmagan tuproqlar uchun xosdir.Tuproq bilan eritma o‘rtasidagi o‘zaro ta’sirning xarakteriga qarab potensial kislotalikni ikki shaklga ajratish mumkin.1. Almashinuvchi kislotalilik tuproq bilan neytral tuzlarning o‘zaro ta’siri natijasida hosil bo‘ladi. Bunda neytral tuzlar kationi bilan TSK dagi vodorod yoki aluminiy ekvivalent miqdorda almashishi sodir bo‘ladi, ya’nhosil bo‘lgan HCl almashinuvchi kislota hisoblanadi. Bu kislotalikning tabiati tuproq va kolloidlarning xossalariga bog‘liq bo‘ladi. Bunda kislotalik darajasi eng avvalo TSK tarkibidagi H⁺ va Al⁺ miqdoriga bog‘liqdir. Bu elementlar esa to‘yinmagan tuproqlar uchun xarakterlidir.Organik kolloid zarrachalarning kislotaligi undagi almashinuvchi vodorod miqdoriga bog‘liq. Bunda almashinuvchi vodorod manbayi rolini bevosita gumus kislotalari va ko‘mir kislotalari o‘taydi. TSK bilan bu kislotalarning o‘zaro ta’siri quyidagicha ifodalanadi: Birinchi holatda hosil bo‘lgan tuz kaogulyatsiyaga uchrab cho‘kib qoladi, ikkinchi holatda esa ohak cho‘kib qoladi. Bu jarayonlar muhit sharoitiga qarab orqaga qaytishi ham mumkin.2. Gidrolitik kislotalik tuproqqa, ya’ni TSK ga kuchli gidrolitik ishqoriy metall va kuchsiz kislota qoldig‘idan tuzilgan tuz ta’siri natijasida hosil bo‘ladi. Bunda TSK dagi H⁺ ioni to‘laroq siqib chiqariladi.Gidrolitik kislotalikni aniqlash uchun odatda CH₃COONa ni pH-6,2 ligidan foydalaniladi. Sirka kislotasini natriyli tuzi bilan TSK ni o‘zaro ta’siri sodda bo‘lib, TSK tarkibida H⁺ yoki AI⁺³ bo‘lishiga bog‘liq bo‘ladi. Bu reaksiya quyidagicha tasvirlanadi.Hosil bo‘lgan sirka kislotasini titrlash usuli bilan aniqlash mumkin bo‘lib, uning miqdori tuproqdagi gidrolitik kislotalikni belgilaydi.Agar TSK tarkibida AI bo‘lsa, u holda hosil bo‘lgan (CН₃COO)₃AI tuzi tezda AI(OН)₃ va CH₃COOН ga parchalanadi, ya’ni gidrolizlanadi. Bizning fikrimizga ko‘ra, ana shu holat gidrolitik kislotalik bo‘ladi. reaksiyasi natijasidagi kislotalik esa almashinuvchi kislotalik hisoblanishi mumkin.hosil bo‘ladi. CH₃COOH-gidrolitik kislotalikni ko‘rsatadi. Bunday deyilishiga sabab, hosil bo‘lgan (CH₃COO)₃Al suv ta’sirida gidrolizga uchraydi. Demak, hosil bo‘lgan kislota gidroliz natijasidir. Almashinuvchi kislotalikda ko‘rsatilgan  dagi kislotalik ham almashinuvchi kislotalik deb to‘g‘ri tushuntirilmagan bo‘lsa kerak, sabab gidroliz natijasida HCl hosil bo‘ladi. Shunday ekan, gidrolitik kislotalik degan fikr haqiqatga yaqinroq.
Bizning fikrimizcha, almashinuvchi kislotalikni ikkiga ajratish ma’qul.
1. Normal tuzlar bilan  o‘rtasidagi reaksiya natijasida hosil bo‘ladi, ya’ni normal kislotalik.2. Organik kislota qoldig‘i va ishqoriy metallning o‘zaro ta’siri natijasida hosil bo‘lgan kislotalikni esa shartli ravishda organik almashinuvchi kislotalik deb ham qarash mumkin. Bevosita suv ta’sirida noorganik tuzlarning yoki organomineral, ya’ni metalloorganik tuzlarning gidrolizlanishi natijasida hosil bo‘lgan kislotalikni gidrolitik kislotalik deyish maqsadga muvofiq.Ba’zan gidrolitik nordonlik, almashinuvchi nordonlikdan kam bo‘ladi, bunda TSK sirka va boshqa kislotani singdirgan bo‘lib, eritmaga OH ni chiqarish qobiliyatiga ega bo‘ladi.
Potensial kislotalik TSK si ishqoriy yer metallariga to‘yinmagan, kambag‘al tuproqlar uchun xosdir. TSK da Ca, Mg qancha kam bo‘lsa, potensial kislotalik shuncha ko‘p bo‘ladi.Potensial kislotalik podzol, o‘rmon-qo‘ng‘ir, qizil, sariq tuproqlar uchun xosdir. Bu o‘rinda iqlimning roli katta bo‘lib, yuvuvchi suv tartibotida Ca, Mg lar yuvilib ketib TSK na H⁺ ko‘payadi, natijada tuproqda potensial kislotalik paydo bo‘ladi.O‘simliklar ham tuproq muhitiga ta’sir qiladi. Masalan, igna barglilar qoldig‘i nordonligi tufayli tuproqda nordon muhitning paydo bo‘lishi sharoit bo‘ladi, dasht zonasidagi o‘tloq va keng bargli o‘rmonzorlar tuproqni asoslar bilan boyitadi. Demak, kislotalikni kamaytiradi. Qishloq xo‘jaligi ekinlari bilan ham asoslar olib ketiladi yoki podzol mintaqasida ko‘p vaqtda tuproqni ishlash undagi Ca, Mg ni kamaytiradi.Aksincha, fiziologik nordon o‘g‘itlar, ya’ni (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃ lar tuproq reaksiyasini yanada nordonlashtiradi. Nordon tuproqlar ayni vaqtda bir necha guruh mikroorganizmlar uchun yaxshi muhit hisoblanmaydi.Nordon tuproqlarning fizik-mexanik xususiyatlari nisbatan yomon bo‘ladi. Asoslar, ya’ni Ca, Mg lar yetishmaganligi uchun nordon tuproqlardan gumus ham yuvilib ketishi mumkin. O‘simliklarga salbiy ta’sir etishda, nordonlikni keltirib chiqarishda H⁺ va Al⁺³ larning roli katta.
Al o‘simliklarga H⁺ ga nisbatan kuchliroq toksik ta’sir ko‘rsatadi. Agar almashinuvchi Al 10-12 mg/100 g bo‘lsa, klever ko‘chatlari o‘ladi
Avdonin ma’lumotlariga ko‘ra tuproqdagi kuzgi donli ekinlarni yomon qishlashiga, ya’ni qishda o‘lishiga singdirilgan aluminiy olib keladi. TSK da H borligining o‘ziyoq TSK ni Ca, Mg asoslari bilan to‘yinmaganligidan dalolat beradi. Tuproqlarning asoslar bilan to‘yinganlik darajasiBu ko‘rsatkich almashinuvchi Ca, Mg asoslarini singdirish sig‘imiga nisbatan foiz miqdori bilan belgilanadi.demak  Bunda, v-asoslar bilan to‘yinganlik darajasi, % larda.s-almashinuvchi asoslarning, mg/100g, tuproq uchun miqdori.
e-singdirish sig‘imi, mg.ekv/ 100g. tuproq uchun.
H-gidrolitik kislotalik. mg.ekv/100g. tuproq uchun.Tuproqlarning asoslar bilan to‘yinganlik darajasi singdirilgan kationlar, ayniqsa asoslar va singdirilgan H⁺ ni miqdoriga bog‘liq.
Tuproqlarning unumdorligini oshirish uchun ularni asoslar bilan to‘yintirish kerak, bu ish ohaklash yo‘li bilan bajariladi.CaCO3 + H₂O + CO₂  Ca (HCO₃)₂Odatda asoslar bilan to‘yingan tuproqlarda ohakka ehtiyoj bo‘lmaydi. Ohak nordon tuproqlarga undagi gidrolitik kislotalikni hisobga olib shu asosda solinadi. Bunda tuproqni asoslar bilan to‘yinganligi:< 50% - ohaklash juda zarur,- 55-70% - o‘rtacha muhtoj,- 70-80%- kuchsiz muhtoj> 80%- ohakka muhtoj emas darajalariga bo‘linadi.Bizning sharoitimizdagi tuproqlarda gidrolitik kislotalik hosil bo‘lmaydi. Chunki bizning tuproqlarimiz asoslar bilan to‘yingan. Demak, ohakka muhtojlik yo‘q, ya’ni sezilmaydi. Sabab tuproqlarimiz to‘yingan tuproqlar qatorida turadi va ohakka boy.Tuproqlarning ishqoriyligiTuproqlardagi ishqoriylik odatda gidrolitik ishqoriy tuzlarni, ya’ni K, Na, Ca, Mg karbonatlari va gidrokarbonatlarning tuproqda, uning eritmasida mavjudligidan hosil bo‘ladi.

Ishqoriy elementlarning gumatlari, fulvatlari ham tuproqda ishqoriylikni keltirib chiqaradi. Bunda reaksiya quyidagicha sodir bo‘ladi:Ishqoriylik ikkiga bo‘linadi:1. Faol ishqoriylik tuproq eritmasidagi gidrolitik ishqoriy tuzlar bilan bog‘liq bo‘lib, ular dissotsiatsiyalanganda ko‘p miqdorda OH ni hosil qiladi. Bu esa faol ishqoriylikni vujudga keltiradi.
Odatda tuproq eritmasi, tabiiy suvlar ishqoriyligini xarakterlashda umumiy ishqoriylik, normal karbonatlar ishqoriyligi, gidrokarbonatlar ishqoriyligi nazarda tutiladi. Bularning chegaralari pH bilan o‘lchanadi, miqdorlari esa indikatorlar yordamida titrlash usulida aniqlanadi.Umumiy ishqoriylik metilloranj indikatori ishtirokida kislota bilan titrlash asosida aniqlanadi.
Normal ishqoriylik natriy elementi bor tuproqlarda almashinish asosidagina paydo bo‘ladi. Bundan tashqari sho‘r tuproqlarda Na₂SO₄, ya’ni sulfatlarni reduksiyalaydigan mikroorganizmlar ishtirokida, qaynash jarayonida hosil bo‘ladi. Normal ishqorlar fenolftoleinlar yordamida titrlash asosida aniqlanadi. Bu borada avvalgi boblarda aytilgan.Potensial ishqoriylik odatda natriy singdirilgan tuproqlarda sodir bo‘ladi. Tuproqlardagi ishqoriylik, nordonlik va ularning miqdorlarini boshqarish tuproqning buferlik qobiliyatiga bog‘liq bo‘ladi.
Har xil omillar ta’sirida o‘zining faol reaksiyalarini o‘zgarishga qarshi tura olish qobiliyatiga tuproqlarni buferligi deyiladi.Odatda kislotalar va ishqorlarga qarshi buferlik farq qilinadi. Tuproq buferligi tuproq tomonidan ionlarni yutish, eritmaga chiqarish va cho‘ktirish bilan bog‘liq bo‘ladi. Tuproq buferligi tuproqning qattiq fazasi, asosan kolloid zarrachasining hisobiga sodir bo‘ladi. Bunda eritmadagi ishqor yoki kislota TSK bilan reaksiyaga kirib o‘z xususiyatini yo‘qotadi yoki ta’sir kuchini kamaytiradi. Bu jarayon quyidagicha boradi: