Топырақ коллоидтар мен топырақтың сіңіру қабілеті

Пән: Геология, Геофизика, Геодезия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

СӨЖ

Тақырыбы: Топырақ коллоидтар мен топырақтың сіңіру қабілеті.

Орындаған: Болатбек Еркежан

Тобы: АГ-413

Тексерген: Каламов Бахытбек

Семей, 2016ж

Жоспары:

Топырақтың коллоидтары және топырақтың сіңіру қабілеті
Сіңіру қасиеттері

1 Топырақ коллоидтары жəне топырақтың сіңіру қабылеті

Топырақтүзілу процесінің дамуы топырақта өсімдіктердің күлді элементтерімен азот, т. б. коректік заттардың жиналуымен қабаттас жүреді. Өсімдіктерге қажет коректік элементтердің жиналуы топырақтың сініру қабілетімен (ТСҚ) тығыз байланысты. ТСҚ деп, оның өзінде ерітінді жəне судағы лайлы қатты заттарды, газдарды ұстап қалуын айтады. Осы қабілет аркылы топырақта өсімдіктерге керекті коректік элементтер жиналады. Бұл саладағы ілімді дамытқандар - К. Гедройц, Д. Прянишников, А. Соколовский, И. Антипов-Каратаев, В. Чернов, Н. Горбунов, т. б. орыс ғалымдары. Сіңіру қабілет əр топырақтарда əр дəрежеде қалыптасқан. Ол көбнесе топырақтағы тым майда (дисперсті) - бөлшектенген түиірлерге-коллоидт ібөлшектерге байланысты. Топырақта коллоидті бөлшектер көбейген сайын, онын сіңіру қабілеті де жоғарылайды. Топырақ коллоидтерін диаметрі шамамен микронмен есептелетін əртекті заттар бөлшектері құрайды. (1 микрон 0, 001 миллиметрге тең, 0, 001 микронды миллимикрон дейді) . Коллоидті - шектердің ірілігі 0, 1 микроннан 1 миллимикронға дейін ауытқиды.

В. Оствальд схемасы бойынша коллоидтердің екі жаралу жолы бар: 1)

бытырау арқылы, яғни бытырандылардан бөлшектеніп шығу, 2) конденсация арқылы, яғни бытырандылардан бөлшектеніп шығу. Топырақ коллоидтерінің бір минералдардан физикалық бұзылу арқылы бытырап, тозаңданып түзіледіде, екіншісі конденсациялык, əдіспен органикалық қалдықтардан өзгеріп, химиялық бұзылу нəтижесінде жаралады .

Коллоидтер топырақта золь (коллоидтік ерітінді) жəне гель (коллоидті қоймалжың тұнба) күйлерінде кездеседі. Коллоидтер бір күйінен екіншісіне көше береді. Коллоидтердің ерітіндіден тұнбаға көшуін коагуляция (жиырылу, ұю), керісінше тұнбадан ерітіндіге көшуін пептизация ( бытырау) дейді. Тұнбадан ерітіндіге көшу қайталанбалы немесе қайталанбайтын болады. Топырақ жаралуында коллоидтар коагуляциясының зор маңызы бар:коллоидтар топырақта тек золь (ерітінді) күйінде жылжып, жиыла алады да, гель (тұнба) күйінде топырақта бекіп қалады. Коллоидтар топырақта жоғарғы жəне төменгі температурада қызғанда, көпкенде немесе тоңазығанда да коагуляцияланады. Бірақ коагуляцияның басты жағдайына электролиттердің(тұздардың, қышқылдардың, я негіздердің) əсері жатады (электролит деп суға ерігенде оң немесе теріс зарядты иондарға бөлінетін заттарды айтады - NаСІ->Na++ СІ-) .

Коагуляция электролиттердің ең аз ңкоагуляция босағасың деп аталатын концентрациясында (қоюлануында) өтеді. Жоғары бытыраңқы болғандықтан коллоидті бөлшектердің электр зарядыбар. Көбінесе топырақ коллоидтері теріс зарядты. Тек алюминий мен теміргидраттары оң зарядты. Коагуляция процесі коллоидтердің зарядтарын жоғалтуына байланысты. Теріс зарядты коллоидтер оң зарядты катиондармен, ал темір мен алюминий коллоидтері теріс зарядты аниондармен кездескенде коагуляцияланады. Коагуляциялау қабілеті катиондардың валенттілігіне жəне атомдықсалмағына байланысты. Белсенді жылдам коагулянттарға үш валентті (АІ мен Fе), содан кейін екі валентті (Са мен Мg) катиондар жатады. Бір валентті катиондар (К, NH4, əсіресе Na) сəл коагуляциялайды

тіпті қарама-қарсы топырақ коллоидтерін бытыратады (пептизациялайды) . Тек Н катионы коагуляциялау қабілетімен соңғылардан оқшау тұрады да, екі валенттікатиондарға жақындайды, себебі оның жарғақсу қабығы өте жұқа. Коллоидтер коагуляциясында топырақта көп тараған кальций катионы зор рөл атқарады. Ол коллоидтерді кайталанбайтындай берік коагуляциялайды.

Табиғатта коллоидтердің шығатын екі көзі бар: 1) тау жыныстары, 2) органикалық заттар. Осыған байланысты топырақтың коллоид бөлігінің құрамына органикалық жəне минералдық заттар кіреді; біріншісі - топырақ карашіріндісі, екіншісі - балшық құрамындағылар. Топырақтағы коллоидтер болмысы - көбінесе тұрақты тұнба - гель күйі. Ол топырақта катиондардың жəне басқа коагуляция жағдайларының ылғи болуына байланысты. Коллоидтердің золь (ерітінді) күйі - уақытша, тұрқсыз болмыс. Коллоидтерді гель түрінен зольге айналдыру үшін, оларды байланыстырып тұратын катиондарды басқа тұздармен ығыстыру керек. К. Гедройц топыраққа сіңірілген катиондарды ас тұзының натрий катионымен жуып ығыстырудыұсынған. Сіңірілген катиондар ығыстырылғанда, топырақ коллоидтері ыдырап (пептизацияланып), ерітінді күйіне айналады.

Коллоидтер құрылысы . Жоғарыда айтылғандай, коллоидтерге бытыранды күйіндегі заттар жатады. Оның əр бөлшегі көп молекула жинағы болып есептеледі. Қазіргі көзқарастар (профессор Н. Горбунов) бойынша коллоидті бөлшектің немесе мицелланың күрделі құрылысы бар. Әр мицелла 4 мицелласының өзегі SіO2молекулаларының агрегаттары - заряд анықтайтын иондардан SіO тұрады. Коллоидті бөлшектің заряды теріс болса, оның сыртында оң зарядты теңгеру ниондары орналасады. Жоғарыда айтылғандай, топырақ коллоидтерінің заряды негізінен теріс болады. Теріс зарядты, диффузия қабатында Н иондары бар, коллоидтерді ацидоидтер дейді (гумин қышқылы - СОО, кремний қышқылы - SіO 3) . Оңзарядты диффузия қабатында ОН иондары бар коллоидтерді базоидтер дейді. (АІ жəне Fe тотықтарының гидраттары АІ (ОН) 3, Fе(ОН) з.

2. Топырақтың сіңіру сиымдылығы жəне түрлері . Коллоидтердің диффузиялы қабатындағы иондар көбінесе алмаспалы реакциялар арқылы топырақ ерітіндісінен ұсталады. Ал коллоидтер көбінесе теріс зарядты болғандықтан, олар негізінен катиондарды сіңіреді. Сіңірілген катиондар коллоидті бөлшектердің сыртында үлкен энергиямен берік ұсталып тұрады да, тек басқа катиондармен ығыстырылады. Сондықтан топырақтың иондар сіңіруі

негізінен катиондар алмасу процесі болып саналады. Мысалы, қара топырақты ас тұзының ерітіндісімен араластырсақ, оның натрий катиондары топырақтағы кальций катиондарын ерітіндіге ығыстырып шығарады:

К. Гедройц жəне басқа зерттеушілердің тəжірибесіне қарағанда, топырақта алмасуы эквиваленттік тең мөлшерде өтеді: ығыстырылған бір еківалентті кальций катионы орнына 2 бір валентті натрий сіңіріледі.

Топырақтың ерітіндідегі тұздар катиондарын сіңіріп, алмаспалы ерітіндігекатиондар ығыстыруын физика-химиялық алмаспалы сіңіру дейді. Бұл топырақтың сіңіру сиымдылығының басты түрі. Оның негізінде біріншіден физикалық сырт энергия арқылы сіңіру (адсорбция) бар да, екіншіден, өзара алмаспалы химиялық реакциялар жатыр. Сіңірілген катионды басқа катион қайтадан ерітіндіге ығыстыра алады. Сондықтан топырақта сіңірілген катиондарды алмаспалы негіздер дейді . Алмаспалы сіңіру сиымдылығы топырақтың тек тым уақ коллоидті бөлшектеріне тан.

Топырақтың майда, бытыранды катиондар алмастыра алатын бөлігін тпырақтың сіңіргіштік кешені дейді. Топырақтың бұл коллоидты бөлігі, органикалық қарашірінді жəне минералдық (шаң, тозан), химиялық қосындылардан құралады. Сондықтан, оны кешенді (жинақты) деп атайды. Ал сіңіргіш деп коллоидті бөлшектердің сыртқы энергиясымен ерітіндіден иондарды сіңіре алатын қабілетін айтады. Топырақтардың сіңіргіштігі əр мөлшерлі: топырақ неғұрлым балшықты, құмбалшықты жəне онда қарашіріндісі көп болса, сəл ғұрлым оның сіңіру қабілеті жоғары, ал карашіріндісі аз құм топырақтың сіңіру кабілеті төмен болады. Топырақтың сіңіре алатын жалпы катиондар жиынтығын сіңіру сыйымы дейді. Оның

мөлшерін кальций катионының милиэквивалентімен (мың рет кішірейтілген санмен) бейнелейді. Алмаспалы сіңірілген негіздерге Са, Мg, Na, Н, К жəне NН4, Fе, АІ катиондары жатады. Құрамында сіңірілген металл катиондары (Na, 61Мg, Са, Fе) бар топырақтарды негіздерге қанық (бай), ал құрамында Н жəне АІ катиондары бар топырақтарды негіздерге тапшы топырақтар дейді. Сіңірілген катиондар топырақ касиеттеріне тікелей əсер етеді. Кальций катионы қара топырақтарда жақсы су, ауа жəне қорек режимін алыптастырады, берік түйіртпектілік, бейтарап (рН-7) орта жасайды. Сіңіру кешенінде Н катионы басым күлгін топырақтар түйіртпексіз болады, оларға нашар су, ауа жəне қорек режимі (құбылым) мен қышқыл орта реакциясы тəн. Ал сіңірілген натрий катионы басым (сортаң, кебір) топырақтардың су, ауа жəне қорек режимі өте нашар, олар түйіртпексіз болады, сондықтан су тисесоңғысы батпаққа айналады, кепсе тас болып қатады да, өндеуге жарамайды, топырақ ерітіндісінің ортасы өте сілтілі болады (рН-8-9) . Топырақтың физика-химиялық немесе алмаспалы сіңіру қабілетінің зормаңызы бар. Сол арқылы топырақтарда өсімдіктердін қоректік заттары (элементтер) берік ұсталады. Екіншіден, минералдық тыңайтқыштарды қолдану топырақтың алмаспалы қабілетіне негізделген. К. Гедройц топырақтың алмаспалы сіңіру (физика-химиялық) қабілетінен басқа механикалық, физикалық, химиялық жəне биологиялық сіңіру қабілеттерін бөлген.

Механикалық сіңіру қабілеті деп топырақтың, басқа қуыс денелер сияқты, өзінен өткен лай, құм, тағы басқа қатты заттарды өткізбей ұстап қалатындығын айтады. Бұл қабілет топырақтың механикалық құрамына, . Балшық құмбалшық, түйіртпекті топырақтардың механикалық

сіңіру қабілеті, құм, құмайт топырақтарға қарағанда, жоғары болады. Физикалық сіңіру қабілет немесе молекулалық адсорбция деп, топырақ бөлшектерінің сыртқы молекулалық күшпен газды жəне ерітінді заттарды сіңіріп, ұстап қалу қабі. летін айтады. Мысалы, молекулалы су буларының, жарғақты сулардың, ерітінді бояу (сия) жəне иісті заттардың сіңірілуі. Химиялық сіңірудің мəні - топыраққа енген тұздар мен оның ерітіндісіндегі тұздардың өзара химиялық алмаспалы реакцияға түсіп, топырақта тұрақты ерімейтін қосындылар түзуінде.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.