TOPRAKLARIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Transkript

1 TOPRAKLARIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ Toprakların kimyasal özellikleri denince, genel olarak toprak reaksiyonu = toprak asitliği ve toprağın besin maddeleri bakımından karakteristikleri anlaşılmaktadır. İyon Adsorbsiyonu (Tutma) ve Değiştirilmesi Topraktaki kil, humus ve oksitlerin yüzeylerinde anyon ve katyonları tutmasına iyon adsorpsiyonu denir. Toprağın iyonları tutması geniş yüzeylerde ve elektriksel güçlerin etkisi ile mümkün olur. Tutulan bu iyonlar, toprak çözeltisindeki başka iyonlarla yer değiştirebilmektedir. Toprak kolloidleri ile toprak çözeltisi arasında meydana gelen bu iyon alışverişine iyon değiştirilmesi denmektedir. İyon adsorbsiyonu ile topraktaki besin maddeleri yıkanıp çok derinlere gitmekten kurtulmuş olur. İyon değişimi ile de bitkilere bu besin maddelerinden yararlanma imkanı sağlanmış olur.

2 Toprakta iyonları tutabilen kil + oksitler + organik madde birliği toprağın katyon değişim kompleksi veya toprağın kolloid kompleksi olarak tanımlanır. Na + Ca 2+ Cl - NO 3 - Toprak kolloid kompleksi SO 4 2- Mg 2+ K +

3 TOPRAKTA KATYON DEĞİŞİMİ Katyonların toprakta tutulması ve bunların başka katyonlarla değiştirilmesi, anyonlara kıyasla daha önemlidir. Çünkü bitki için büyük bir önem taşıyan mineral besin maddelerinin çoğu katyon halinde tutulmaktadır. Gerçekten Ca, Mg, K, Na, NH 4, Al, Fe, H gibi pozitif yüklü iyonlar, negatif yüklü kolloidal mineral ve organik toprak parçacıklarının yüzeyinde tutulur. Organik parçacıkların negatif yükü COOH ve OH gruplarından kaynaklanmaktadır. İnorganik toprak parçacıklarının (kilin) negatif yükü ise silis atomlarına bağlı hidroksil gruplarının iyonlaşmasından veya kilin yapısındaki katyonların başka katyonlarla yer değiştirmesi sonucu meydana gelen pozitif yük açığından, yani negatif yük fazlasından doğmaktadır. Topraktaki kil ve humusun yüzeylerinde, adsorbsiyon ile katyonları tuttuğu ve bunları başka katyonlarla değiştirebildiği basit bir deneyle kolayca anlaşılır. Bir toprak saf su ile iyice çalkalanır ve süzülürse, süzüğe amonyumokzalat eklendiğinde kalsiyumokzalattan oluşan beyaz bir çökelek meydana gelir. Bu olay şu şekilde açıklanabilir: saf suyun hidrojen iyonlarından bazıları topraktaki Ca ++ katyonu ile yer değiştirmiş ve süzüğe Ca ++ katyonu geçmiştir. Süzüğe amonyumokzalat eklendiğinde kalsiyumokzalat tan kaynaklanan beyaz bir renk meydana gelmesi, bu değişimin gerçekten cereyan ettiğini kanıtlamaktadır.

4 TOPRAKTA KATYON DEĞİŞİMİ KATYON TOPLAMI DEĞİŞEN AMONYUM

5 TOPRAKTA KATYON DEĞİŞİMİ

6 TOPRAKTA KATYON DEĞİŞİMİ

7 1-KATYONLARIN KENDİ ÖZELLİKLERİ Genel bir kural olarak hidrojen katyonu dışında, iki değerli katyonlar bir değerli katyonlara kıyasla daha sıkı olarak ve daha büyük kuvvetle tutulur. Örneğin Ca, Mg gibi katyonlar, toprak kolloidleri tarafından kuvvetli olarak tutuldukları halde, Na çok gevşek tutulur. Onun için öteki katyonlarla çok çabuk yer değiştirerek çözeltiye geçer. Genel olarak topraklarda aşağıdaki absorbe olma sırası görülmektedir: Al > Ca > Mg > K > Na

8 2- TOPRAK KOLLOİDLERİNİN ÖZELLİKLERİ Toprağın en önemli değiştiricileri kil mineralleri ve organik maddedir. Buna karşılık oksitler ve hidroksitler daha çok anyon adsorbsiyonu için önemlidir. Bir toprağın değişim kapasitesi, kil minerallerinin ve humin maddelerinin miktarına, kullanılabilir yüzeylerinin büyüklüğüne ve yükün büyüklük ve cinsine bağlıdır. Toprak kolloidleri farklı özelliklerinden dolayı katyonları belirli bir sıraya göre değişen güçlerle tutarlar. Bu olaya toprak kolloidlerinin katyon seçimi denir.

9 3- TOPRAK SUYUNDA BULUNAN KATYONLARIN YOĞUNLUĞU Toprak suyunda daha yoğun olarak bulunan katyonlar toprak kolloidlerinde tutulmuş olan katyonlarla yer değiştirmektedir. Toprak suyunda bir katyonun çok fazla bulunması halinde bu katyon toprak kolloidlerinde tutulmuş katyonların yerine geçip onların da toprak suyuna geçmelerini sağlamaktadır. Örneğin bir toprağa artan konsantrasyonlarda NH 4 Cl çözeltisi verildiği zaman, gittikçe artan miktarda NH 4 toprağın katyonları ile yer değiştirmektedir. Ancak katyon değişimi sırasında her katyon diğer katyonlarla tutunma yeri bakımından rekabet içindedir; ve bu durum topraklarda sürekli vardır. Değişik katyonların rekabet edebilme yetenekleri, kendi özelliklerine ve değiştiricinin cinsine bağlı olarak çok farklıdır ve öyle bir etkiye sahiptir ki, herhangi bir katyonun katyonlar yükündeki oranı, sadece kendisinin çözeltideki kısmına değil, aynı zamanda diğer katyonlarla rekabet edebilme yeteneğine de bağlıdır.

10 4- KATYON DEĞİŞİMİNDEKİ ANORMALLİKLER Değiştirilebilir katyonlardan bazıları bazı durumlarda yukarıdan beri sıralanan katyon değişim esaslarına uymamaktadırlar. Kil minerallerinden vermikullitin fazla miktarda K + veya NH 4 + katyonları aldığı ve su kaybederek kuruduğunda illite dönüşmesi olayı katyon değişimindeki anormalliklere bir örnektir. Bu olay K + ve NH 4 + un fiksasyonu olarak tanımlanır. K + ve NH 4 + iyonlarının veya bunlardan birinin vermikullit yaprakçıklarının arasına çok miktarda girmesi ve kilin su kaybetmesi sonucunda mika-illit-vermikullit gelişimi tersine döner ve yaprakçıklar mika yaprakçıkları gibi birbirine sıkıca bağlanırlar. Yaprakçıklar arasında kalan K + ve NH 4 + katyonları da diğer katyonlarla değiştirilemez.

11 4- Katyon değişim kapasitesi & baz yoğunluğu

12 Baz doygunluk oranı = 100 X Değiştirilebilir Ca, Mg, K, Na CEC baz doygunluğu + asit doygunluğu = 100% Al +3, H + Örnek: Katyonlar H + Ca ++ Mg ++ K + Na Katyon değişim kapasitesi = 27 me/100g (katyonların toplamı) % baz doygunluğu = (17.6 / 27) x 100 = 65% % hidrojen dyg. = (9.4 / 27) x100 = 35%

13

14 Toprak reaksiyonu

15

16 Toprak reaksiyonunun tanımı ve ifadesi

17 Toprak reaksiyonunun tanımı ve ifadesi

18 Toprağın tüm asitliği

19 Toprağın tüm asitliği

20

21

22

23

24

25 TOPRAĞIN TAMPON ETKİSİ

26 TOPRAĞIN TAMPON ETKİSİ

27