Әдетте, жер асты суларына қосымшада құрамында минералды заттар бар минералданған суларды бөліп көрсетеді. Әлсіз (0,5-5 г/л), орташа (5-30 г/л) және қатты минералданған (еритін тұздардың 30 г/л-дан көп) суды ажыратады.



3-сурет. Топырақ ылғалының болжамды булану көлемдері және әр түрлі климаттық аймақтардағы топырақтың ішіне атмосфералық жауын-шашындар ылғалының сіңуі
Жылыстау (миграция) қатарларын талдай отырып, химиялық элементтердің оқшауланып емес, бір-бірімен қосылыста жылыстайтындығын ескеру қажет. Мысалы, хлор мен күкірт негізінен натриймен бірге, ал, кальциймен және магниймен аз мөлшерде жылыстайды. Мүжілу қыртысынан хлордың белгілі бір мөлшері бөлінгенде, бір уақытта натрийдің (немесе басқа катионның – кальцийдің, магнийдің) эквивалентті саны да бөлінеді. Алайда, натрийдің жылыстау қабілетіне оның хлормен бірге шығуы бөлінулер байқалмайды, себебі, граниттердегі Na₂O мөлшері 4,09%-ды құрайды, ал хлордың мөлшері бар болғаны 0,02%-ды қамтиды.

Элементтің сулы жылыстауы оның химиялық қосылыстарының ерігіштігіне көбірек тәуелді. Ерігіштік құбылысы иондар мен атомдар радиустарына, полярлану валенттілігіне және жылыстаудың басқа да ішкі факторларына, сонымен қатар, жылыстаудың сыртқы жағдайларына – температураға, қысымға, ерітінділер концентрациясына, рН және басқаларына тәуелді.

Температура артқан сайын көптеген минералдардың ерігіштігі артады. Мысалы SiO₂, ерігіштігі температура артқан сайын артады және сондықтан жер қыртысының терең аймақтарында SiO₂-ның жылыстауы мен қайтадан кристалдану құбылыстары болады (гидротермалды ерітінділер).

Қысым да көптеген қосылыстардың ерігіштігіне көп ықпал етеді. Әсіресе қысым артқан сайын СО₂ ерігіштігінің артуы маңызды, бұл карбонаттар ерігіштігінің өсуіне, әк тастардың сілтісіздендіруін арттыруға, карсттың күшейтілген өсуіне әкеледі. Ірі сызаттар мен тамырлар жүрістері бойымен топырақ горизонттары арқылы жылдам сіңірілетін гравитациялық сулар арнайы топырақ ерітіндісіне айналып үлгермейді.

Топырақ ерітінділерін бөлу әдістері. Зерттеу шарттары мен міндеттеріне байланысты топырақ ерітінділерін бөлу мен зерттеу үшін әр түрлі әдістер қолданылады.

Әдістердің 1-тобы: су сорындыларының көмегімен топырақ ерітіндісін бөлу және зерттеу, яғни, топыраққа топырақ мөлшерінен елеулі түрде артатын мөлшерде суды қосу арқылы ерітіндіні алу (неғұрлым жиірек қолданылатын топырақ: су ара қатынасы = 1:5). Топырақ ерітінділері мен су сорындыларының құрамдары өзара қатты айрықшаланады. Сондықтан, қазіргі кезде су сорындыларын негізінен топырақтардағы оңай еритін тұздардың мөлшерін және кейде өсімдіктер үшін оңай қолжетімді қорек элементтерінің қатарын анықтау үшін қолданылады.

---

Әдістердің 2-тобы: топырақтан салыстырмалы түрде өзгермеген түрде ерітіндіні бөлу. Топырақ кескінінен алдын ала іріктеп алынған топырақ үлгісінен топырақ ерітіндісін бөлу үшін топырақтың қатты және сұйық фазасының өзара әрекеттесу күшін жеңу қажет. Сондықтан осы әдістер сыртқы күшті пайдалануға негізделеді: 1) сыққышпен қалыптасатын қысым; 2) сығылған газ қысымы; 3) орталықтан тебу күші; 4) әр түрлі сұйықтықтардың ығыстыру қабілеті. Заманауи топырақ зерттеулерінде бірінші және соңғы әдістер, яғни, ерітіндіні сығу немесе орнын басатын сұйықтықпен ығыстыру неғұрлым жиі қолданылады.

Әдістердің 3-тобы: топырақ ерітінділерін қар және жаңбыр суларымен ауыстыру және ығыстыру қағидасы бойынша әрекет ететін бөлудің лизиметрлік әдістері. Топырақ арасында сіңірілетін ерітінділерді сандық есепке алу және құрамын зерттеу үшін құрылғысы әр түрлі лизиметрлер пайдаланылады: бетонданған қабырғалары мен түбі бар лизиметрлер- контейнерлер, лизиметрлер-монолиттер, лизиметрлер-құйғыштар, топырақтың табиғи орнын аз бұзатын жабық типті тегіс лизиметрлер, лизиметрлік хроматографиялық колонкалар.

Әдістердің 4-тобы: далалық жағдайларда табиғи жер топырағындағы топырақтардың су фазасын тікелей зерттеу (in situ өлшеулері). Топырақтың электр өткізгіштігі мен ылғалдылығын анықтау үшін (тұздардың қорын ескере отырып) топыраққа батырылатын электродтарды пайдалана отырып жасалынған бірінші тәжірибелер 19 ғасырда жүргізілді. Ұзақ уақыт бойы топырақтарда сутек пен тотығу – тотықсыздану иондарының белсенділігін ғана анықтады. Потенциометрлік, соның ішінде, ионометрлік әдістердің дамуы осы зерттеулерді неғұрлым кеңірек жүргізуге, иондардың топырақтағы белсенділігін өлшей отырып, иондардың (Са²⁺, Мg²⁺, К⁺, Na⁺, NH₄⁺, NО₃^-, С1^- ) және басқалары) кең жиынын анықтауға мүмкіндік берді.

Суда қатты денелердің еруі кезінде жүйенің көлемі әдетте аз ғана өзгереді. Тұздың ыстық қаныққан ерітіндісін салқындата отырып, кристалдарды – тегіс беттермен – қырлармен шектелген қатты денелерді алуға болады. Кристалдану қанықпаған ерітінділердің баяу булануы кезінде де жүреді. Баяу кристалдану кезінде дұрыс формалы (пішінді) әрі жоғары тазалықты ірі кристалдарды алады. Жылдам кристалдану кезінде дұрыс емес формадағы (пішіндегі), ұсақ әрі тазалығы аз кристалдар түзіледі. Судағы және топырақ ерітіндісіндегі маңызды тұздардың ерігіштігі 8-кестеде берілген.
8-кесте

Судағы маңызды тұздардың ерігіштігі

---

Аниондар мен катиондар	Тұздардың ерігіштігі
NO3- Cl- SO42- CO32- PO43- Na+, K+, NH4+	Барлық тұздар ериді AgCl, CuCl, PbCl2, HgCl2-дан басқа барлық тұздар ериді BaSO4, SrSO4, PbSO4 -дан басқа барлық тұздар ериді; СаSO4 аз ериді Орташа тұздардың ішінде натрий, калий және аммоний тұздары ғана ериді Орташа тұздардың ішінде натрий, калий және аммоний тұздары ғана ериді Барлық тұздар ериді

Бақылау сұрақтары және тапсырмалар:

1. 
   Топырақ ерітіндісі нені білдіреді?
   
2. 
   Топырақ ерітіндісінің негізгі ионды құрамын атаңыз?
   
3. 
   Су сорындыларының көмегімен топырақ ерітіндісін бөлу қалай жүреді?
   
4. 
   Топырақ ерітінділерін бөлудің лизиметрлік әдістері деген не?
   
5. 
   Сыртқы күшті пайдалануға негізделетін әдістер дегеніміз не?
   
6. 
   Судағы маңызды тұздардың ерігіштігін түсіндіріңіз?
   

Пайдаланылған әдебиеттер

1 Муравин Э.А., Ромадина Л.В., Литвинский В.А. Агрохимия – М. Изд. Центр «Академия» 2016

2.Агрохимия (под ред. Минеева В.Г.) - М., 2004

3. Минеев В.Г. История развития агрохимии в России и за рубежом (в 2 томах). – М., 2005

4. Малимбаева А.Ж. Применение удобрений в интенсивном земледелии. Алматы, 2011

5.Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. – М.: Наука. – 1965. – 339 б.

6.Долгов С.И. Исследование подвижности почвенной влаги и ее доступности для растений. – М., 1948. – 205 б.

7.Почвоведение в 2-х частях / Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. – М., 1988. – 1 часть – 400 б.

8.Глинка Н.Л. Общая химия. М., 2006. – 727 б.

9.Садовникова Л.К., Орлов Д.С., Лозановская И.Н. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 2008. – 334 б.

10.Перельман А.И. Геохимия ландшафтов: Учебник для вузов. – М., 1975.

1.8. Топырақтардағы сіңірілуі үдерістері. Топырақтың сіңіру кешенінің (ТСК) құрамы мен құрылымы. Топырақтың сіңіру қабілетінің түрлері
Табиғи ортаны зерттеген кезде біз егжей-тегжейлі зерттелінген үлкен әрі алуан түрлі материалға жолығамыз. Топырақ күрделі үш фазалы жүйе (газды, сұйық, қатты) ретінде табиғаттың зерттеудің мол қорына ие. Топырақта жүретін функционалды үдерістердің бір бөлігі химиялық терминдерді, заңдарды және химиялық реакция теңдеулерін қолдана отырып, сипатталынады.

---

Коллоидты химияның көптеген түсініктері мен заңдылықтары топырақ коллоидтары мен топырақтардың сіңіру қабілетін зерттеу кезінде сәтті қолданылды. Осыларды топырақтануда қалай жүретінін түсіндіруге болады. Мысалы, топырақтағы реакцияның теңдеуін өрнектеу үшін

[ТСК^2-]Са²⁺белгілеулері мен қосылған затты қолданады. Топырақтың ерітіндіден әр түрлі затардың иондары мен молекулаларын сіңіру және оларды ұстап тұру қабілеті оның сіңіру қабілеті деп аталады. Бұл қабілет әр түрлі топырақтардың топырақты коллоидтарының құрамы мен құрылымының алуан түріне байланысты.

Топырақтардың физикалық-химиялық немесе алмастыру, сіңіру қабілетінің негізгі механизмі сорбция үдерісі болып табылады.

Н⁺ немесе Н₃О⁺ (оксоний) ионы аномальді берік сіңіріледі, оның шағын өлшеміне және көптеген аниондарымен әлсіз диссоциацияланған қосылысты беру қабілетіне байланысты. Сіңіру қатарында тұрақты қалыпта Н⁺ жоқ, себебі, оның сіңірілуі көбінесе қатты фазаның (сорбенттің) құрамына байланысты.

Сорбент ионы мен электролитті ионының алмасу үдерісі 5 сатыдан тұрады (Р. Гельферих, 1968):

1 – ерітіндіден ығыстыратын ионның қатты фаза бетіне жылжуы;

2 – қатты фазаның ішінде ығыстыратын ионның алмасу нүктесіне дейін жылжуы;

3 – қосарлы алмасудың химиялық реакциясы;

4 – қатты фаза ішіндегі ығыстыратын ионның алмасу нүктесінен бетіне қарай жылжуы;

5 – ығыстыратын ионның беттен ерітіндіге қарай жылжуы.

Топырақтардағы катионды алмасудың жылдамдығы негізінен ішкі диффузды үдерістермен анықталады. Жоғары сіңіру энергиясына ие катиондар сіңірілетін жағдайда берігірек ұсталады және қиынырақ орын ауыстырады. Сіңірілген катиондардың 75-85%-ы бірінші 3-5 минутта десорбциацияланады, сосын күрт баяулайды және 2-3 тәулікке дейін жалғасады.

Топырақтан ығыстырылып шығарылуы мүмкін барлық сіңірілген (алмасқан) катиондардың жалпы санын жұту сыйымдылығы немесе катионды алмасудың сыйымдылығы (КАС) деп аталады және 100 г топырақтағы миллиграмм-эквиваленттерде өрнектеледі. КАС топырақтағы коллоидты және коллоид алды фракцияның мөлшеріне, олардың беттерінің құрылымына, топырақтың сіңіру кешенінің табиғатына, орта реакциясына тәуелді. Коллоидты және коллоид алды бөлшектердің сіңіру кешенінің құрамына кіретін дисперсиялық дәрежесі артқан кезде катиондардың сіңіру сыйымдылығы артады. Топырақтың сіңіру кешенінің органикалық бөлігі минералдыға қарағанда елеулі түрде үлкен сіңіру сыйымдылығына ие. Монтмориллонитті топ минералдарының жоғары сіңіру сыйымдылығы ылғалдандыру кезінде аралық тегіс кеңістіктердің кеңеюіне және аралық тегіс кеңістіктерде орналасқан катиондардың өзара әрекет ететін ерітінділердің катиондарына алмасуына байланысты.

---

Топырақтың сіңіру кешенінің құрамы мен құрылымы. ТСК-нің құрамына топырақты коллоидтар, яғни, коллоидтар қасиеттеріне ұқсас бірқатар қасиеттерге ие, алайда неғұрлым аз физикалық-химиялық сіңіру қабілетіне ие 0,00025 мм-ден аз бөлшектер және 0,001 мм-ге дейінгі ірі бөлшектер кіреді. Топырақты коллоидтар органикалық, минералды және органикалық-минералды деп бөлінеді. Органикалық коллоидтар көбінесе қарашірікті заттармен (қарашірікті қышқылдар, фульвоқышқылдар және олардың тұздары) көрсетілген. Минералды коллоидтардың құрамына кристалды қосылыстар, негізінен балшықты минералдар (каолинитті және монтмориллонитті топтар мен гидрослюдалар тобы) да, аморфты да (кремний қышқылы, жартылай оксидтер және т.б.) кіреді.

Органикалық коллоидтар мен балшықтар минералдарының катиондарды алмаспалы сіңіру қабілеті олардың теріс зарядына байланысты. Темір мен алюминийдің гидрооксидтері оң зарядқа ие. Қалған топырақты коллоидтар теріс зарядталған. Сондықтан көптеген топырақтардың катиондарды алмаспалы сіңіру қабілеті аниондарды сіңіруіне қарағанда күштірек көрсетілген.

Органикалық коллоидтарда (қарашірікті заттарда) теріс заряд пен катиондардың алмаспалы сіңіруіне қабілеті оларға қышқылды (ацидоидты) қасиеттер беретін карбоксильді топтармен (СООН) және фенолды гидроксильді (ОН) топтармен байланысты; олардағы сутек басқа катиондармен ауыстырылған.

Гумин қышқылы молекуласындағы төрт карбоксильді топ Н⁺ иондарын диссоциациялауы және оларды рН-тың әр түрлі мәндерінде басқа катиондарға алмастыра алады – Н⁺ бірінші ионы рН 4,5 болғанда, екіншісі – рН 7, үшінші мен төртіншісі – рН 9 және одан жоғары болғанда орын алмасады. Фенолды гидроксильдердегі сутек тек күшті сілтілік ортада реакциялар кезінде негіздермен ығыстырыла алады. Сәйкесінше, алмаспалы сіңірудегі қышқыл және бейтарап реакциялар кезінде гумин қышқылы молекуласының екі карбоксильді тобы ғана қатысады. Олардағы сутек рН 7-ден төмен болғанда ұсақталуға және сәйкес гуматтарды түзе отырып, басқа катиондармен (мысалы, Са²⁺) орын алмасуға қабілетті.

Топырақты ерітіндімен өзара әрекеттесу кезінде қарашірікті заттармен байланысты негіздер басқа кез келген катиондарға ауыса алады:


СОО СООК

---

Смотрите также файлы

• Вариант 1 Падеж.docx

• Анализ воспитательной работы в 1б классе в 20212022 учебном год.docx

• Научные исследования можно разделить на фундаментальные, поисковые и прикладные.docx

• Классификация станков с чпу.docx

• А. А. Кириллов (И. О. Фамилия).docx