ATATüRK üNiVERSiTESi SAHASI TOPRAKLARININ Hayatt ÇELEBt l ÖZET Bu Atatürk Üniversitesi top- spesifik yüzey belirlemek amaciyle ele Bu hususla ilgili olarak, saJlada yerlerden YÜZ2yden toprak örnekleri üzerinde konusu saha, genç .alüviyal topraklardan Saha kuzeyde Karasu ve. güneyde Palandökel1 ile ait toprak örneklerinin spesifik yil- zeylerinin ölçümünde bugün için en çok tavsiye edilen ethy- lenc glycol yöntemi Örne.klerin yüzey yük ya ve elektriki yük katyon kapasitelerinz a.it ve toplam spesifik di.kkate olan özel formüller yard1.lniyle hesap yoluyla Katyon be- lirlenmesinde amonyum asetat yönteminden Toprak örneklerinin iç "lAZ toplam spesifik yüzeyleri 61,93 - 385,81,. 84,84 - 282,26,' 142,90 - 530,32 m 2 / gr. Kontrol amaciyle montmoril· loni! kilinde bu 112,90, 651,94 764,84 m 2 / gr. okrak Toprak örneklerinin yüzey yük en az 0,32x10-' me/cm' ve en çok da 2,97xl0- 6 cm 2 dir. ·Montmorillonitte bu 1,58x10- 6 mE/cm' dir. (1) Atatürk üniversitesi Ziraat Toprak Bölümü Profesörü. Dergi Komisyonuna tarihi: 15.4.1975. 71
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ATATüRK üNiVERSiTESi iŞLETME SAHASI TOPRAKLARININsPEsiFİK YÜZEYLERİ İLE İLGİLİ BİR ARAŞTIRMA
Hayatt ÇELEBtl
ÖZET
Bu araştırnw., Atatürk Üniversitesi işletme Sahası topraklarının spesifik yüzey [değerlerini belirlemek amaciyle elealınmıştır. Bu hususla ilgili olarak, saJlada çeşitli yerlerdenYÜZ2yden alınan toprak örnekleri üzerinde çalışılmıştır.
Araştırma konusu saha, genç .alüviyal topraklardan oluş
maktadır. Saha kuzeyde Karasu ve. güneyde Palandökel1 dağ
ları ile çevrilmiştir.
Araştırma sahasına ait toprak örneklerinin spesifik yilzeylerinin ölçümünde bugün için en çok tavsiye edilen ethylenc glycol yöntemi uygulanmıştır. Örne.klerin yüzey yük yağımluğu ve elektriki yük sayıları, bunların katyon değişim
kapasitelerinz a.it değerleri ve toplam spesifik yüzeyalanları
di.kkate alınarak geliştirilmiş olan özel formüller yard1.lniylehesap yoluyla bulunmuştur. Katyon değiş,im bıpasitesinin belirlenmesinde amonyum asetat yönteminden yararlanılmıştır.
Toprak örneklerinin dış, iç "lAZ toplam spesifik yüzeylerisırasiyle 61,93 - 385,81,. 84,84 - 282,26,' 142,90 - 530,32 m 2/ gr.arasında değişmişt~r. Kontrol amaciyle kullanılan montmoril·loni! kilinde bu değerler sırasiyle, 112,90, 651,94 ı'e 764,84m 2
/ gr. okrak saptanmıştır.
Toprak örneklerinin yüzey yük yoğunluklarıen az 0,32x10-'me/cm' ve en çok da 2,97xl0-6 cm2 dir. ·Montmorillonitte budeğer 1,58x10-6 mE/cm' dir.
(1) Atatürk üniversitesi Ziraat Faküıtesi Toprak İlmi Bölümü Profesörü.Dergi Komisyonuna geliş tarihi: 15.4.1975.
71
Araştırma konusu toprakların elektriki yük sayılarına nitdeğerleri 1,93x102llile 17,88x1()21l me/mz arasında değiştiği sap·tanmış.tır. Montmorillonitte ise bu değer 9,51x1(f'J me/mz ola·rak elde edilmiştir.
Atatürk Üniversitesi İşıetme sahası topraklarının spesifikyüzeyleri ile ilgili olarak yapılmış ı.Olan bu araştırmanın bu sa.hada çalışmalara yararlı olmasını temenni ederim.
i. GİRİş
Toprakların önemU fiziksel öliklerinden biri de «-Spesifik yüzey» dir. Bu özellik; topraklardaorganik madde miktarına, kil minerallerinin çeşitlerine ve tekstürlerin farldı oluşlanna göre degişik durumlar. gösterir. Toprakların önemli özelliklerinden katyondeğişim kapasitesi v~ su tutma kapasitesinin de spesifik yüzeyle sı
kı bir ilişkisi vardır.
Çok küçük danelerden oluş
tuğu için killerde spesifik yüzeyçok geniştir.Fakat bu, mineraltiplerine göre farklılık gösterir.Örneğin, montmorilIonit ve V'ermikülit gibi şişebilen killer dış yü- .zeyle beraber oldukça geniş bir içyüzeye sahiptir. Kaolinit gibi şiş
meyen killer yalnız bir dış yüzeyesahiptir.
Spesifik yüzeyin belirlenmesinde termo·dinamik, elektrostatik ve kinetik prensiplerine dayalı
çeşitli mutlak yöntemler vardır.
Fakat bu yöntemler pratik olı;nadı
ğından, daha sonra gliserol ve ethylene glikol gibi polar bir organik
(2) Spesifik yüzey toprak veya killnve genellikle birimi mı/gr. dır.
72
molekülün tutulması esasına dayalı daha sıhhatli yöntemler geliş
tirilmiştir.
Bu çalışmada, araştırma konusu işletme sahasını karakterizeedecek şekilde çeşitli yerlerde yüzeyden (0-30 cm.) alınan toprakörneklerinin ethylene glikol yöntemi uygulanarak spesifik yüzeyleri belirlenmiştir.
II. LİTERATOR ÖZEn
Adsorpsiyon Prensipleri
Katı bir elsInin bir gazı adsorbe edebilmesi, katı cismin yüzeyinde gaz hacmına oranla dahayüksek bir gaz konsantrasyonunun bulunması ile mümkündür.Genellikle gazlar yüzeyde :adsorbeolmak eğilimindedir.Gaz roolekülleri katı bir yüzeye çarptığında,
katı yüz'eyin atomlannın meydanagetirdiği çekim alanına bağlı olarak çekilirler. Bu çekilen gaz molekülleri tekrar gaz haline dönmekiçin yeterli enerjiye sahip olabilirler. Gaz moleküllerinin polaritederecesi, moleküllerin yüzeyin kuv-
birim agırlı~na isabet eden alanı ifade ede~
(f = kı P eQ/RT
Burada:
(1 = Bİrim alandaki adsorp-siyon
kı = Sabite
P = Basınç
e = Tabii logaritma tabanı
Q = Adsorpsiyon ısısı
R = Gaz sabitesi
T = Sıcaklık
Bu formülden, sıcaklığın çoğalmas-jyle basıncın azalacağı vebasıncın çoğalmasiyle de adsorpsiyonun artacağı görülmektedir.
Herhangi bir adsorbe edicininsınırlı: bir spesifik yüzeye sahipolduğu ve önceden adsorbe edilmiş olan moleküllerin daha fazla moleküllerin adsorpsiyonunuetkilediği düşünülerek, aşağıdaki
Langmuir formülü geliştirilmiştir:
vet alanı tarafından çekilmelerinietkilemektedir.
Belirli gazların ve buharların
sabit sıcaklıktaki adsorpsiyonIanndan elde edilen bilgiler, toprakların ve toprak kolloidlerinin spesifik yüzeylerinin belirlenmesindekullanılabilir. Alçak gaz basınçla
rında birim alandaki adsorpsiyonile basınç, sıcaklık ve adsorpsiyon1sısı arasındaki ilişki aşağıdaki
formülle gösterilmiştir.
v - P basıncı altında birgram adsorbe edicimaddenin adsorbe ettiği gaz hacmı
kı Sabite
Vın Adsorbe. edici madde ü-zerinde tamamen monomolekülerbir tabaka oluştuğunda, birgram adsorbe edici ta·rafından adsorbe edilen gaz hacmıdır.
Sabit sıcaklıkta elde edilenadsorpsiyon donelerine Langmuirformülü uygulanarak ve ,vro hesabedilerek spesifik yüzey için birdeğer bulunabilir. Bu genellikle,P.'ye karşı PIV grafik edilerek ya-
.pılır ki, sonuç eğrisinin eğimi 1/Vm' e eşittir. Bu değer bilincliğin
de, adsorbe edicinin spesifik yüzeyi, V ın içindeki molekül1erin sayısını tayin ederek ve bu değeri
adsorbe edilen moleküllerin enkesit ahim ile çarparak hesaplema-.bilir. Langmuir formülünde ikiönemli kabullenme vardır: (1)Moleküllerin yalnız bir tabakası
adsorbe edilir ve (2) Adsorpsiyonısısı, monomoleküler tabakanın
adsorpsiyonu sırasında üniform- .dur. -
Brunauer, Emmett ve Teller;multimoleküler adsorpsiyon teorisinden yararlanarak adsorbe edilenin monomoleküler tabakası içindeki moleküller~n sayısının hesaplanabileceği aşağıdaki formülü(BE~) geliştirmişlerdir:
p 1. P(C-L)-V-(~Po--P-) =VmC + VmCPo
P+
1
kıVm
Burada:
P = Basınç
vP
73
Burada:
P Basınç
V P basıncında emilengaz hacmı
Vın = Adsorbe edicinin tümyüzeyindeki inonomoleküler tabakası içingerekli gaz hacmı
C Özel formül yardımiy.
le hesaplanan değer.
PO Deney sırasındaki sı
caklık derecesinde sa·turasyon için gerekligaz b.asıncı
C değerini hesaplamak içinşu formül kullanılır:
logeC = (Eı-Eı)/RT
Burada:
Eı = Adsorbe edilen maddenin monomoleküler tabakasının adsorpsiyonısısı
E2 = Gazın sıvı haline geçiş
ısısı
R Gazla ilgili sabite
T :::: Mutlak sıcaklık -derecesi
BET formülünde de iki önemli kabullenme vardır: (1) tık ta·bakadan sonra .gelen moleküler tabakaların tümünün adsorpsiyonısısı, sıvı haline dönüşme ısısına
(Eı) eşittir ve (2) denge anın"da,yüzey üzerindeki sıkışma oranı,
ilk tabakadan veya daha yüksektabakalardan ortaya çıkan bu·harlaşma oranına eşittir.
Alçak basınç koşullarında
BET formülü, Langmuir formülü·
74
ne dönüşür. Geniş ölçüde değişen
adsorpsiyon ısılan nedeniyle çoğu adsorbe edicilerin en aktif kı·
sımlarının heterojen olması sonucu, Langmuir formülü genelliklekullanılmaz. çoğu adsorbe .edicilerin yüzeyalanlarının belirlenmesinde, nispı basınçların (P/Po ) 0,050,45 arasında olması halinde BETformülü sıhhatli sonuçlar vermektedir. Koordinat eksenleri üzerinde PIPo değerine karşılık PIV(P-Po ) grafik edilerek elde. edileneğrinin linear kısmının ordinateksen~ ile kesişme noktası değeri
ve eğiminden yararlanarak Vın değeri hesaplanabilir. Bu değer bilindiğinde, eğer adsorbe edilen moleküllerin en kesitalanı da bUiniyorsa,. adsorbe edicinin spesifikyüzeyi de hesaplanabilir. Adsorbeedilenin yoğunluğu, genellikle sı
vı veya katı haldeki gazın yoğun
luğu olarak kabul edilir. Molekülbaşına hesaplanan alan, kullanılan
yoğuıiluğa bağlı olarak değişece
ğinden, bu yöntemle belirlenenmutlak spesifik alanlann doğru
luğu bu ölçüde kesin değildir.
BET analiz yöntemi birçok araştırıcılar tarafından kil mineralleri ve topraklar üzerinde nitrojen, etan, su, amonyak ve diğer
gazların adsorpsiyon izotermlerine uygulanmıştır. Motmorillanitkilinin zahiri spesifik yüzeyinin,kullanılan adsorbe edilenin tabiatma bağlı olduğu ortaya konulmuştur. Örneğin; zayıf adsorbe edilenin nitrojen, montromillonitteolduğu gibi kil minerallerinin içtabaka yüzeylerine nüfuz edemeyeceğinden elde edilen değer ya!-
nız dış yüzeye ait olacaktır. Öteyandan, su ve amonyak gibi dahapolar molekü11er iç tabaka yüzeyleri arasına kuvvetli bir şekilde
nüfuz ederek adsorbe edildiklerinden spesifik yüzey için çok dahayüksek qeğerlerin elde edilmesineyardım ederler.
Killerin, su adsorpsiyon izotermlerinden spesifik alanın belirlenmesinde BET formülünü uygulamanın kritiği yapılmıştır. Sumolekü11eri, katyon etrafında kümelenme eğiliminde olabilir. Bir-"çok yazılarda suyun adsorbe edilen tek bir monomoleküler tabakasının yoğunluğu konusunda yapı-
, lan kabullenmenin yanlış olabileceği kabul ,edilerek mantrormonü yüzeyine yaklaştıkça su yoğunluğunun azaldığı kesin bir şe
kilde kanıtlanmıştır. Su adsorpsiyonu ve BET formülü için ilerisürülen hususlar amonyağın adsorpsiyonunda da söz konusudur.
Harkings ve Jura, katılann
spesifik yüzeyinin belirlenmesindeıslanma ısılarının ölçülmesine da·yanan bir yöntem geliştirmişler
dir. Bu yöntem esasını termodinamikten almakt~ olup içinedaldırıldığı sıvının buharı ile denge halinde bulunan ince bir şe
kilde kesilmişkatının suya dal·dırılarak ıslanması sırasında ortaya çıkan enerji değişikliğinin
ölçülmesine dayanmaktadır, Kısa
ca, adsorbe edilen filmin serbestenerjisi sıvınınkine eşittir. Öyle ki,katı, sıvı içerisine daldırıldığında
açığa çıkan enerji sadece daldırıl
ma ısısının veya yüzeYin kaybolmasına bağlı olabilir. Bu koşullar
altında sıvı içerisine daldınlmış
katının birim alanından ortaya çı
kan ısı, herhangi bir ekivalanttoplam alandaki sıvının pek çokküçük damlacıklarının aynı sıVl,
içerisine daldırılması halinde ortaya çıkacak 'ısıyla uygunluk gösterir. Bu mutlak yöntem, porluolmayan katılar için uygundur.Fakat belki de ' toprak ve toprakkolloidlerine uygulanamaz. Çünkiçatlaklar ve tabakalar arasındaki
yerler denge amnda adsorbe edilenin moleküHeriyle doludur. Buyüzden, bir daldırına ısısına sahip değildir.
Harkings ve Jura nispi yönteminde yararlanılan formül aşa-
,ğıdadır: .
Log PIPo = B- (AjV2)
Burada; A ve B sabitelerdir.P jPo nispi basınç ve adsorbe edilen buhar veya gaz hacmıdır. Alçak nispi basınçlarda, ljVZ değeri
ne karşılık log PIPo değeri koordinat eksenine yerleştirildiğinde Aeğimli ve P interseptli linear bir'doğru elde edilir. Herhangi birkatı maddenin S alanı eğirnin kare kökü ile orantılı olup şu for·,mülle belirtilir:
S = k Ajl/2
Burada; k parametresi bellibir sıcaklıkta belli bir adsorbe edilen için bir sabitedir. Bu değer
porlu özellikte olmayan bir katı
üzerinde önceki paragrafta belirtilen mutlak yöntemle belirlenmektedir. ürchiston, su adsorpsiyon izotermlerinden bazı Yeni Zelanda topraklarının spesifik yü-
75
zeylerini belirlemiş, nispi Harkings've Jura yöntemi ile BET analizi a~
rasında dikkate değer bir uygunluk bulmuştur.
Polar Sıvıların TutUlnıas~
Kil molekülleri gaz fazından
olduğu' kadar $-lvı fazından da polar molekülleri adsorbe ederler.Kil - su kompleksIeri doğal ortamda bu şekildeki adsorpsiyon olayı
na tipik bir örnek teşkil eder. Nkolik gruplara sahip olan polarorganik. moleküner kil mineralleri ile benzer şekilde kompleksmeydana getirirler. Etilen glikolve glisero1 montmormonit kiliningenişleyen kısmında iki tabaka halinde sırasile 17,1 Ao ve 17,7 Ao
luk c aralığı ile sonuçlanan birtutulmayı göstermiştir. Öte yandan, vermikülit kili bu' polar molekül1erin yaklaşık 14 Ao luk bir caralığı veren yalnız bir. tabakasınıadsorhe etmektedir. Polar molekülleri ile kompleks teşkil etmedeki bu fark, x ışını yansıması ilevermikü1it ve mOhtmorillonitinteşhisinde bir esas olarak kullanılmaktadır. Ethylene glycolün'kil mineralleri üzerinde monomoleküler bir tabaka teşkil etmes·i 0
layından spesifik yüzeyin hesaplanması için bu yöntemden yararlanılmaktadır. Ethylene glycol buharlaşmasının oranı, tüm serbestglikol uzaklaştığından azalır veyalnız tek bir monomoleküller ha·linde adsorbe edilen tek bir tabaka kalır. Buharlaşma oranının azalması sırasında alıkonan glikolmiktarı spesifik alanla ilgili bitfikir vermektedir. Bentonit kili-
76
nin teorik yüzeyi ve ethylene glikolün tutulması ölçümlerinden,kil yüzeyinin her m_etre karesi üzerinde tek bir tabaka teşkili için0,00031 gr. ethylene glikoıÜn gerekli olduğu, anlaşılmıştır. Glikolmoleküllerinin katyon değişim yüzeylerinde kümeleşebHecekleri ve'gene glikol moleküllerinin en kesit alanları hakkındaki kabullenmelerin yanlış olabileceği anlaşıl·
mıştll'. Bununla beraber, bu hususta yapılan'çlikkate de~er kanıt
Spesifik yüzeyin hesaplanmasında etilen glikolden yararlanangravimetrik yöntemlerde, etilen'glikolün buhar ,basıncı kritik birönemi haizdir. Bu yöntemlerde;doyurulmuş glikol örn~i, kurukalsiyumklorür üzerine' konur,bunların basıncı alçak bir düzeyde tutulur. Birbiri ardınca yapı
lan tartımlar, serbest glikol dere-cesinden, kil yüzeyine bağlı olanglikolün daha düşük bir kayıp derecesine geçişi gösterecektir. Bunoktada tutulan etilen glikol miktarı belirlenebilir. Böylece .spesifik yüzeyin hesaplanması, tutUlanglikolün içerisinde her bir molekülün ortalama bir en kesit alanı
işgal ettiği monomoleküler bir tabaka içinde var olduğu farzedilerek yapılabilir. Toprak v~ya. kilörneği ye-kalsiyumklorür ile serbest edilen glikol yüzeyinde desikatöre konduğunda buhar basıncı
nispi olarak yüksektir. Böyle birsistem. kullanıldığında sabit bir or-
tam oluşur ve bu sistem içerisindetutulan glikol miktan da sabit birdeğere ulaşır. Tutulan glikol miktarı bir monomoleküler tabakanın oluşması için gerekli olan miktardan fazladır ve spesifik yüzeyelde edilen sonuçtan hesaplanamaz. Örnekler arasındaki kıyasla
malar tutulan glikol miktan üzerind~n yapılabilir.
Boşaltılmış bir desikatör içerisinde küçük örneklerin yüzeyleri üzerinde bir monomolekiller tabaka teşkil etmek için yeterli miktarda edilen glikole sahip fazlacabentonit «tampon» olarak kullanılmıştır. Bu yöntemle belirli birdenge sağlanmıştır.
Kil mineral yüzeyleri üzerindeki bir monomoleküler tabakaiçin yeterli miktardan daha az birseviyede buhar basıncını tutmakiçin, kalsiyumklorür - etilen glikoll:J,ileşimi kullanılmıştır. Sistemdeyalnız kalsiyum klorür «,monoglikolatı> ve kalsiyumklorür iki katı faz oldukları sürece, artan kalsiyum klorürürün mevcudiyeti halinde kalsiyum klorür «monoglikolat» sabit bir glikol buharbasıncını muhafaza etmek için ortaya ,çıkar. Bu iki materyalin mevcudiyeti görünüşte glikol buharbasıncını, denge ağırlıklan elde edilecek şekilde glikole daha önceden doyurulmuş küçük toprak veya kil örneklerimn mevcudiyetihalinde dengeler. Bentonit - glikQItamponu üzerindeki örneklerintuttuğu glikol ile kalsiyumklorür«mOlioglikolat» + kalsiyumkloro.rün tuttuğu glikol miktarı arasın
da yapılan karşılaştırmalar, kalsi-
yumklorür «monoglikolat» + kalsiyumklorür üzerinde daha az birtutulmanın olduğunu ortaya koy"muştur. Böylece, kalsiyumklorür«monoglikolat» üzerindeki glikolbuhar basıncının, toprak yüzeyleri üzerindeki glikolün monomoleküler bir tabakasiyle denge halindeki gIikol buhar basınoına hemen hemen eşit veya çok az farklı olduğu görii1ür.
Glikolün sorpsiyonu ve tutulması, kil ve toprak örneklerinintoplam spesifik yüzeylerini hesaplamada en kolay ve en sıhhatli
yöntemlerden biri olduğu halde,bu yöntem de bazı kabullenmelerigerektirir. Birim yüzeyde herhangi bir monomoleküler tabakaiçinde adsorbe edilen glikol miktarım belirlemede 0,00031 +.0.00002gr/ml lik 'glikol değerlerini eldeetmek için Dyal ve Hendricks buhususta kendi deneriıe değerlerini
kullanmış oldukları bentonit kilinin toplam teorik spesifik alanı
na bölmüş1erdir. Bu hesaplamada, glikoiün tüm yüzeyleri kapladığı ve tüm moleküler tabakalararasına nüfuz ettiği kabul edilmiştir. Zira bu kabullenmelerfarklı derecede farklı materyallerle ikna edici olmaktadır. Bu faktör materyalin tabiatma bağlıdır.
Bununla birlikte araştırıcılar, bufaktörün doğruluğunu kanıtla
ma~ için başka bir usulün olmaması ve kontrolün de gijçlüğü nedeniyle 0,00031 gr/ml değerini esas almışlar ve hesaplama:)'ı bunagöre yapmışlardır. Adsorbe edilenglikolün özgül ağırlığına ait bazı hesaplamalardagözlenebilen0,00031 değerinin çıkarılmasında,
77
kaoullenmelerin yalnız kullanılan
bentonit için göz önüne alınma
ması gereğine işaret edilmektedir.Söz konusu kabullenmeler, glikolün adsorbe edilen tabakasının ka"hnlığına ait 3,7 AC luk değerle bir·likte dikkate alınırsa; sıvı halinde·glikolün özgül ağırlığı 1,11 gr/cm3
olarak bulunur. Özgül ağırlıletaki
bu fark iki sebepten ortaya çık
maktadır: 1) Kil yüzeyi üzerinde· .ki glikol moleküllerinin daha fazlaaçık paketlerrmesi ve 2) Tüm levha biçimli yüzeyler üzerindeki tabakaların tamamillı glikol moleküllerinin teşKil edememesi.
Hidrate olmuş haUoysit, strük- .türel üniteleri arasında yaİnız birglikol veya su tabakasını adsorbeeder. Örnek 75 C C de 12 saat süreyle tutulursa, strüktürel ünitelerarasındaki glikol veya su moleküı·
leri halloysit minerali içinde dönüşmeyecek şekilde tutulurlar. Eğer halloysitin iç ytizeyinin ihmali düşünülüyorsa, bu takdirde örnekle"r Pıüs üzerinde değil, 75°C de12 saat süreyle bir desikatörde kurutulmalıdır.
Vermikülit iki su tutma tabakasını çekmekle beraber, bitişik
moleküller kil tabakalan arasın
da glikol moleküllerinin yalnız birtabakasını adsorbe eder. Böylece,bütün yüzeylerin tek bir glikol ta·bakası ile kaplandığı görüşü, hidrate olmuş halloysit ve vermikulitiçin geçerli olmamaktadır. Verıni
kulit miktarının hesaplanması,örneklerin potasyumla doyurulmalanndan önce tutulan glikol miktarı ile potasyumla doyurulmalarınclan önce tutulan glikol mikta-
78
rı ile potasyumla doyurulmalarmdan sonra tutulan glikol miktarı
belirlenerek yapılabilir. Potasyumvermikulit kilini kaplar ve böylecetutulan glikol miktarındaki değişme vermikulitin içsel yüzeyleriile birlikte düşünülebilir.
Toprak organik maddesi glikolü çok çabuk adsorbe eder. Bower ve Gschwend, çeşitli topraklarda organik maddenin uzaklaş
tırılması oranında tutulan glikolmiktarının da azaldığımve bu gibitopraklarda spesifik yüzeyin 558803 ml/gr arasında değiştiğini saptamışlardır. Bu değerler organikmaddeden ari topraklar ve killeregöre kıyaslanırsa, çok farklı oldukları aruaşılır. Bu durumu, etilen glikolün alkoloik grupları iletoprak organik maddesi içindemevcut olabilecek diğer organikgruplar arasında bir sürü kimyasal reaksiyonların meydana gelmesine bağlamak yerinde olacak·tır. Dolayısiyle, organik maddenin sorpsiyon olayı, mineral toprağın sorpsiyon olayından farklı
dır.
GlikoIün dış yüzeyleri üzerinde bir monomolekiller . tabakanınoluştuğu ve bu tabakanın da içyüzeyler üzerindeki monomoleküler tabakalarla hemen hemen aynı
buhar basıncına sahip olduğu ileri sürülmektedir.
Kil minerallerinin spesifik yüzeylerinin belirlenmesinde Diamond ve Kinter tarafından gliserol yöntemi kullanılmıştır. Bu a·raştırıcılar, yüksek sıcaklıklarda
gliserol baharının meydana gelme.si ile montmorillonit kilinin mole-
kül tabakalan arasında tek bir tabakanın adsorbe olduğunu saptamışlardır.
Mehra ve Jackson, karışımlar
daki montmarillonit ve vermikulit miktarlarını gliserol adsorpsiyonundan yararlanarak belirlemiş
lerdir.
Kinter ve Diamond (1960) çeşitli kil mineralleri üzerinde TEA3
yöntemi kullanarak spesifik yüzeyle ilgili olarak yapmış oldukları
bir araştırmada; kil tiplerininiç, dış ve toplam spesifik yüzeylerini ml/gr olarak sırasiyle şöyle
bulmuşlardır: Montmorillonit için570, 80,3 ve 649; kaolinit için 28,30 ve 49; illit için 92, 62 ve 135;allophane için 278, 146 ve 293;allophane ve montmormonit için304, 78 ve 336; gibbsite_, kaolinit veclorite için O, 37 ve 37; Palygorskite için O, 335 ve 165.
Yeşilsoy ve İsmailçelebioğlu
(1968), «Doğu Anadolu'dan Bazı
Toprakların Yüzey Genişliklerinin
ve Yüzey Yük Yoğunluğunun Ta·yini Üzerinde Bir Çalışma}) konulu yapmış oldukları biraraştırma
da; örnek olarak Kars'tan alınan
Ando toprağını, Alpaslan D.Ü. Çiftliğinden alınan aıüv.iyal toprağı,
Ağrıdan alınan Kestane renkli toprağı ve Erzurum'da Atatürk üniversitesi İşletm'e sahasından alınan Kahverengi toprağı kullanmış
lar ve şu sonuca varmışlardır:Toplam spesifik yüzey, dış yüzey ve içyüzeyolarak sırasiyle Anda toprağı için 340, 65 ve 275; alüviyal toprak için 290, 110 ve 180; Kestane
toprak için 370,. 161 ve 209; Kahverengi toprak için de 144, 81 ve 63m2/gr. bulunmuştur. Toplam yüzey Kestane toprakta Ando'danfazla ise de, Ando'nun iç yüzeyininfazlalığı ve katyon değişim kapasitesinin yüksekliği, kil mineralkarışımının diğer topraklara gör·edaha genişleyen tabakalı 2: 1 tipimineral ihtiva ettiğini gösterir. Yine bu nedenle, Kestane rengi toprağın toplam -yüzeyinin fazlalığı,
Ando'ya göre bu toprakta dahayüksek oranda kil fraksiyonununbulunmasına bağlanabileceği belirtilmiştir.
Banin ve Aniiel (1970), İsrail
koşullarında 33 toprak tipine aitbozulmamış örnekler üzerindetoprakların fizıksel ve kimyasal özelliklerini ve bunlar arasındaki
ilişkileri saptamışlar; spesifik yüzeyle katyon değişim kapasitesi,kil, kum, higroskopik su, solmanoktası (15 - Atm.), tarla kapasitesİ (1/3 - Atm.), saturasyon yüzdesi ve faydalı su arasında % 1 olasılıkla sırasiyle 0,930-, 0,950, 0.881, 0.972, 0.922, 0.886, 0.865 ve0,702 gibi önemli ilişkiler bulmuş
lardır. Bu çalışmada araştırıcılar,
spesifik yüzeyle kalsiyumkarbonat,organik madde ve silit arasında
dikkate değer bir ilişki elde edememişlerdir.
Baver ve arkadaşları (1972)Fripiat'a atfen, önemli kil mineraUerinin spesifik yüzeyleri hakkında genel bilgi vermektedir.Spesifik yüzey montmorillonitkilinde 700-800, vermikulit ki·
(3) TEA, triethylammomum cloradio kısaltılmış olarak .ifadesidir.
79
linde 300 - 500, illit kilinde 100 200 ve kaolonit kilinde ise S - 20m2
/ gr. dır. Söz Konusu killerinkatyon değişim kapasiteleri de100 gramda miliekivalan olarak kaolinit için 3-5, illit için 1040, ver-
. mikulit için 100-150 ve montmorillonit için de 80·150 arasındadır.
Aynı y'azarlar, çeşitli yöntemler uygulanarak illit, kaolinit ve montmorillonii killerinin dış spesifikyüzeyleri ile ilgili değerleri de vet-mişlerdir. Buna göre, azot gazL(N2), cetyl pyridin~um bromide(OPB.) ve etilen glikol (E.G.) yöntemlerine göre elde edilen sonuçlargram başına metrekare olaraksıra :i:ıfle şöyledir: 93, 96 ve 9l (illit 1); 132, 138 \'e J44 (illit 2); 17,21 ve 21 (kaolinit 1); 36, 36 (kaolinit 2); 40,9 ve 31 (kaolinit 3); 47,800 (montmorillonit 1); 49, 600(Montınorillonit 2); 101, 800(montmorillonit 3). Bu değedere
göre spesifik yüzey kaolinitte enaz, montmor:lllonitte ise en ,fazladır. VermikuHt illitten daha fazlaspesifik yüzeye sahiptir.
Aynca, Baver ve arkadaşlan
(1972) Greene ve Kelly'e atfen,spesiHk yüzey değerlerini kaolinit1, kaolinit 2, kaolinit 3, kaolinit 4,hydrous mica 1, hydrous mica 2,hydrous ınica 3, lıydrous mica 4,montmorillonit 1; montmorillonit·2 ve montmoriIlonlt 3 için sırasiy
etmektedirler. Killerin spesifikyüzeylerini tahmini olarak verenbu formül aşağıdadır:
S = 2/pd
Burada:
S = Spesifik yüzeY, m2/grp = Zerre dansitesi, gr/cm3
d = Kil plakalan arasındaki
mesafe, AO
Tamamen disperse olmuş birmontmQrillonit kilinin d =10 A°ve p = 2,68 gr/cm3 değerleri dikkate abnarak bu formülie spesifikyüzeyi hesaplanacak olursa, takrioen 750 m2/gr bulunur ki, bu damontmorilloni t kilinin gerçek spesifik yüzey değerine yakın bir rakamdır. Teorik olarak, dispersiyon durumundaki montmorillonitkilinin spesifik yüzeyi, bu kıl ünitesinin dimensiyonu olan 8 . 1ascm2/gr. değerine eşittir ki bu da800 m2/gr dır.
Escard BET yönteminden yararlanarak çeşitli kil örneklerininspesifik yüzeyleri ile ilgili şu değerleri vermiştir: Attapugit 140, il·lit 113, kaolinit 22, montmorillonit 82, nontronit 72, sepiolit 392mı/gr. MontmoriIlonit ve nontranit için verilen bu değerler bunla·rın dehidrate olmuş örneklerinindış yijzeylerine aittir.
• Nelson ve Hendricks'e atfen,Grim (1968) tarafından bazı önemli kil minerallerininçeşitli sıcak
lık derecelerinde gram başına
metrekare olarak spesifik yüzeyle-i re ait verilen değerler şunlardır:
Kaolinitte 30°C, 200°C, SOO°C,700°C ve 900°C de spesifik yüzey
sırasiyle 15,5, 15,3, 18,1, 16,5 ve1,5; illitte 30°C, 200°C, 500°C ve700°C de 97,1, 92,2, 91,6 ve 80,4;montmorillonitte 30°C de 15,5;halloysitte i~e 30°C de 43,2. İnce
zerreli ve- genişleyen bir kafes yapıya sarup olması nedeniyle, montmorillonitin spesifik yüZeyi düşük
olarak saptanmıştır. Diğer bir deyimle, analizde kullanılan nitrojenve diğer gazların bu kıl mınerali
nin potansiyel yüzeyinin büyükbir kısmına ulaşamam,ası bunasebep olarak gösterilebilir.
Negatlf Adsorpsiyon
Spesifik yüzeyin ölçülmesineilişkin bundan önce görÜ'ten yöntemler belli maddelerin kil minew
rallerinin yüzeylerinde pozitif ad·sorpsiyonları esasına dayanmaktadır. Ancak bu yöntemler, killerinşişmeleri ve kullanılan maddelerinmonomolekiller tabaka halinde yüzeye oturmaları gibi olasılıklara
sahiptir. İşte bu durumu dikkatealarak, bir kısım araştırıcılar killerin spesifik yüzeylerinin belirlen-
. mesinde negatif adsorpsiyondanyararlanmışlardır.Sulandırılmışelektrolit solüsyonlarında kil mineralleri negatif elektrik yüküne sahip olduğu -için katyonları çekerler ve anyonlan' iterler. Solüsyondaki katyon konsantrasyonu kilyüzeylerindeki konsantrasyondandaha az, buna karşın solüsyondaki anyon konsantrasyonu kil yü-'zeylerindeki konsantrasyondan da·ha fazladır. Kil minerallerinin bitişik soıÜsyondaki anyonların konsantrasyonu üzerindeki bu etki«negatif adsorpsiyon» olarak adlandırılır. Negatif adsorpsiyon
miktarı, elektriksel yüklü bulunanalanın büyüklüğünün bir fonksiYODudur. Schofield, Gouy'un elek·triksel olarak yüklü parçacıklada
ilgili elektriksel çift tabaka teori·sinden yararlanarak,solüsyon hacmındaki anyon konsantrasyonundaki ölçüm değerinden kil minerallerinin spesifik yüzeylerinin hesaplanmasıyla ilgili bir yöntemgeliştirmiştir.
De Haan (1965) klor anyonunun negatif adsorpsiyonu, eşdeyişle bu anyonun negatif yüklü olduğu için negatif yüklü toprak zerrelerinden itilmesi prensipini esasalarak tOP-rakların spesifik yi,iwzeylerini belirlemede yararlanmış
tır. Araştırıcı, belli toprak örnekleri üzerinde etilen glikol ve kloranyonunun negatif adsorbsiyonunuyöntemlerini uygulayarak karşı-
.laştırmalı bir çalışma yapmıştır.
cetvel (1) de bu araştırma sonuçları ile ilgili değerler görülmektedir (Yeşilsoy, İsmailçelebioğlu,
1968).
Baver ve arkadaşları (1972),Schofield tarafından bentonit kili üzerinde ne.gatif adsorpsiyonyöntemi uygulanarak elde edilenspesifik yüzey değerlerinin, diğer
araştıncılar tarafından etilen gliyöntemi uygulanarak elde edilendeğerlerden daha küçük olduğunu
belirtmişlerdir;
Bower ve Goertzen (1959), birgrup toprak örneğini!! negatif' adsorpsiyonunu ölçmüşler ve bununla etilen glikol tutulması yöntemiyle belirlenen spesifik yüzey arasında önemli derecede bir ilişki
elde etmişlerdir.
81
CETVEL 1
Etilen glikol ve klor anyonunun negatif adsorpsİyonuyöntemle-rIne. göre elde edilen spesifik yüzey ve yüzey yük yoğunlu~
değerleri
Spesifik yüzey (m2/gr) Yüzey Yük. Yağ. (10-7 meicm2)
1) Çapları 25 cm. olan porseİen kapaklı pyrex vakuın
desikatörü
2) Basmcı 0,025 mm, civa hasıncma kadar düşürebilen
vakum pompası
82
3) Çapları 5 cm. ve yüksekliği 2 cm. olan 6 adet alüminyum kutu
4) Çapı 20 cm. ve yüksekliği
7,5 cm. olan cam kapaklı
kültür kabı
5) Kültürhbmm tabanından
itibaren 2 cm. yüksekliktealüminyum kutuları yerleştirmek için gözenekliaspestten veya telden yaptlmışelek
6) Edlen glikol (Eastman)
7) Fosforpentaoksit (Pı05), 25cm. çaplı desikatör için250 gr.
8) Kalsiyumklorür (CaCk),kurotma tüpüyle
9) Altmış mesh elekten geçirilmiş 400 gr. montmorillonit kili
Yöntem
CaClz - Glikol SolüsyonununHazırlanması: 120 gr. dolayında 40meshIik CaClı tartılarak litrelik erlenmayere konmuş ve erlanmayertÜm suyu uzaklaşıncaya kadar210°C de kurutma dolabmda 1-2saat bırakılmıştır. Öte yandan, 20gr. glikol 400 mL. lık bir erlenmayere konulmuştur. Kurutma dolabmdan alınan CaClı den hemen100 gr. tartılmış ve glikolü haviedenmayere ilave edilerek bir spatülle iyice karışiınlmıştır. Soıüs·
yon' soğuduktan sonra, bir kültürkabına alınarak muntazam olarakyerleştirilmiş; sonra kültür kabı
ve içindekiler bir desikatöre alın
mıştır.
Ön İşlem: Organik maddeyielimin~ etmek için, örnekler hidrojenperoksit (HıDı) ile muameleedilmiş; yıkanarak veya fazla miktarda IN CaCk ile tekrar santrifüjedilerek Ca ile doyurolmuştur.
Kalsiyumklorürün fazlasını uzak·laştırmak için, süspansiyon metilalkol ile üç defa yıkanmıştır. Örnekler havada kurutulup 60 meshlik elekten geçirilmiştir. İç yüzeyden başka dış yüzeyin de ölçühnesi yapılmış ve bu amaçla örnekler6OQ°C de fırında iki saat süreyleısıtılmaya terkedilmiştir.
S9rpsiyonun Yapılması: Kil0,3 gr. ve toprak örnekleri ise 1,1gr. dolaylarında alınarak, öncedendarası alınmış alüminyum kutu ilebirlikte tartılmıştır.Örnekler muntazam olarak kutunun tabanına
yerleştirilmiştir. Kutu, içinde yaklaşık olarak 250 gr. Pı05 bulunanbir desikatör içine yerleştirilmiş
ve bir saat süreyle bir vakum pompasıyla desikatörün havası boşal
tılmıştır. Musluk kapatılıp örnekler sabit ağırlığa ulaşıncaya kadarkurutulmaya terkedilmiştir. Bunu sağlamak için örneklerin desikatör içinde 4 - 5 saat bırakılması
yeterlidir. "Bu örnekler tartıldıktan
sonra, bir pipetle 1 mL. kadar glikolle ıslatılmıştır. Örneklerin ıs·
lanması için kutu kurutma dola-.bında SO - 60°C de birkaç dakikabekletilmiştir. Kutu kapağiyla beraber, yaklaşık 120 gr. CaCk - glikol solüsyonunun üstündeki aspesikaidedeki kültür kabma yerleş
tirilmiştir. Küıtür kabı kapatıla
rak bir desikatöre alınmıştır. Örnekler ve CaCIı - glikol solüsyonu,desikatördeki kültür kabı içindeglikol buharının diffüzyonunu kolaylaıştırarak bir dengenin sağ
lanmasını hizlandırmak amaciylebir araya getirilmişlerdir. Bir saatsüreyle vakum uygulanarak desikatör boşaltılmış, musluk kapatı
larak desikatörun 25 ± I°C lik birsıcaklıkta kalmasına müsaade edilmiştir. Böylece 16 - 24 saat sonra tekrar vakuID yanm saat süreyle çalıştırılmıştır.
Kutu yaklaşık 48 saat süreyledesikatörde kaldıktan sonra, vakuma son verilmiş; desikatör ve
83
kültürkabı açılarak alüminyum
kutulann kapaklan üzerlerine yer
leştirilmiştir. Kutu, kapak ve Ör
nek tümüyle ayrı ayrı tartılmış;
sonra kapaklar -kutuların altları
na yerleştirilerek kültür kabına
yeniden yerleştirilmişlerdir. Kül
tür kabı kapatılıp, 30 dakika sü
reyle vakunı uyguıanarak. desika
tör 25 ± I°C de 16 saat bekletil
dikten sonra,: kutular tekrar tar
tılmıştir. Bu işlemler 8 '- 16 saat a
ralıklarla, birbirini takiben iki
tartımm miligramın ondabiri ora
nında uygunluk gösterinceye ka
dar yenilenmiştir. Örneklerin tut
tuğu glikol miktarlarını hesapla
mak için miIigrarnlann ondabiri
oranında uyum gösteren iki tar"
tımın ortalaması dikkate alınmış
tır:
Kontrol için kullanılan mont
morillonit kili ,de yukarıda sözü e'dilen işlemlere tabi tutulmuştur.
(Mortland, ve Kemper, 1955; Ma
zurak, 1966).
Araştırma sahası toprak ör
neklerinin toplam ve dış' spesifik
yüzeylerinin, ölçülmesiyle ilgili he
saplama işlemleri toplu bir halde
,( Cetvel 2) de verilmiştir.
Katyon Değişim Kapasitesİ:
Katyon' değişim kapasitesinin ana
lizinde amonyum asetat yöntemi
kullanılmıştır (U.S. Salinity Labo
ratory Staff, 1954).
Araştıımada Kullanılan
Formüller:
Formül 1.
B
A = C X 0,00031
84
Burada:
A: Total spesifik yüzeyalan,
m2/gr.
B: Kuru toprakta tutulan son
etilehglikol miktarı, gr.
C: Desikatörde P20s üzerın
de kurumuş toprağın ağırlığı, gr.
0,00031: Dyal - Hendricks değeri
(Bir metre karelik bir yü
'zey üzerindeki bir monolayer için lüzumlu gram o
larak etilenglikol miktarı)
Formül 2.
D =. C X 00003.1
Burada:
D: Dış spesifik yüzeyalan,m2.1gr.
p.~ Fırında 600°C de kurutul
muş toprakta tutulan sonetilenflikol miktarı, gr.
C: Desikatörde PzOs üzerin
de kurumuş toprağın ağırlığı, gr.
0,00031: Dyal - Hendricks değeri.
i.
·FormüI3.
F=A-D
Burada:
F: İç spesifik yüze alan,
m2./gr.
A: Total spesifik YÜ·zey alan,
m2/gr.
D: Dış spesifik yüzeyalan,1I)2'/gr.
FonnÜı4.
AE.Y.S. ='N X 6,02 X ıozı X 10-2
19r.
)tü
r.)
19
r.)
ağt.
{gr.
')19
r.)
tm·/
gr.
)
16,1
166
2,35
01-
-16
,274
416
,274
316
,2'7
420,
1576
0,06
712t
6,45
*16
,010
52,
2189
15,9
380
)2,
1264
16,0
173
16,0
173
16,0
'70
:"0,
0790
0;03
5611
4,84
**~15,9725
2,44
19-
'Y-
16,0
886
16,0
886
16,
860,
1161
0,0
47
5.
153,
2316
,213
62
,44
56
,,1
6,1
15
0le
2,34
7016
,162
016
,162
016
,120
0,04
700,
0192
61,9
3
lk"2
USae)_
16,2
900
2,42
10-
-16
,420
016
,420
016
,420
00,
1300
0,05
3717
3,23
15,9
120
2,41
3515
,631
52,
1330
15,6
784
15,6
783
15,6
782
,i'~
0,04
670,
0193
~62
,26
16,2
216-
-i
-2,4
810;
--
16,3
316
16,3
314
16,3~14'
~;0,
1098
0,04
43'"
.14
2,90
16,0
877
t-2,
4735
i16
,006
52
,39
23
1~,0
513
·1"16
,051
116,O~ıo
,.~!,
0,04
450,
0180
,/~"
58',0
6
16,1
318
2,4
33
6'
--
16,5
322
16,5
321
16,5
$20
0,40
020,
1644
530,
3216
,036
42,
4639
15,9
545
2,38
2016
,144
5'
16,1
442
16
,14
40
;''i'
0,18
950,
0769
"24
8,06
16,3
224
2,55
84-
-1
6,7
34
8"
16,7
340
16,7~40
"ı0,
4116
0,16
09i
•51
9,03
16,0
101
.2,
5291
}15
,939
42;
4584
16,2
425
•16
,242
416
,242
0::::"
10,~026
0,11
9638
5,81
16,2
410
2,49
64-
-16
,582
316
,582
3'16
,518
21
0,33
720,
1351
435,
8116
,254
02,
5398
t6,1
800.
2,46
5816
,331
0,,I
16,3
28q
16,3ı 43
'J.~
0,14
430
,05
68
.18
3,23
15,5
235
.~.1,
7668
--
15,7
262
15,6
890
IS,"
90
'_"0,
1655
0,09
3730
2,26
15,6
645
1,97
85J;
5,64
401,
9580
15,6
868
j,
15,6
865
15,6
8,66
'-0,
0426
0,0
21
5'
69,3
515
,984
72,
4213
-'
-16
,270
516
,255
01
6,2
50
.'0,
2703
0,11
1636
0,00
J5,9
264
2,40
2615
,832
02,
3082
15,9
445
"_15
,924
515
,945
_i0,
0925
0,03
85,.
12
4)9
16,1
525
2,41
68-
-16
,440
016
,422
01
6,4
22
0'
0,26
950,
1115
i\
3s(i:~
16,1
320
2,40
7916
,046
62,
3225
16,1
656
16,1
388
16
,d8
80,
0922
0,03
8312
3,55
.---
-------ı'------'-~___::'---
-~-'---:__:_-
15,9
360
2,37
78-
-16
,300
316
,124
816
,2
90,
1869
0,07
86f
253,
5515
,981
0.
i.
2,45
9815
,920
12,
3989
16,0
775
'16
,00
00
15,
~'50
.:~~,
0,07
490,O~Q4
98;0~
16,0
202
2,43
10--
-:-.
-'
16,2
845
.'16
,169
316
,120
0,14
180,
0583
188,
0616
,155
62,
4459
16,0
912
2;38
1516
,229
0'.
16,1
557
16
,15
0,.
0,06
380,
0261
'84
,19
16,1
68~
2,40
59\'
-i,
'-
16,4
857
16,3
494
16,3~60
,:'
0,17
760,
0738
i23
8;06
16,1
740
~r..
2,52
1016
,105
5,~
2,45
2516
,274
0~
16,1
932
16,1
903
'r
0,08
480,
0336
'ı,
'-10
8,39
14,1
692
,0,4
60
5-
-14
,280
014
,279
014
,278
4'~"
'"0,
1092
0,23
71\)
764,
84ir
I'~
•
14,4
050
0,84
6611
4)43
2"
0,78
4814
,375
014
,373
0i4
,3rr
28.1
0,02
960,
0350
r,11
2,90
ii
--------~~-.-,--,-ı
Burada:
Y.Y.Y.: Topraklann yüzey yük yoğunluğu, me./cm2
•
N: Katyon değişim kapasitesi, me./l00 gr.
A: Toplam spesifik yüzey alan, m2.fgr.
10-6: Sabit bir değer
Burada:
E.Y.S.: Elektriki yük sayısı, me,!.m2 •
N: Katyon değişim kapasitesi, me./100 gr.
A: Toplam spesifik yüzey a__lan, m2/gr.
6.02·X 1023 : Avogadro sayısı
Fonnül5.
LV. SONUÇLAR ve TARTIŞMA
Araştırma Konusu Toprakla.nn Dış, İç ve Spesifik Yüzeyleri -
Toprak örneklerinin dış, içve toplam spesifik yüzeylerine aitdeğerler. (Cetvel 3) de görülmektedir. Bu cetvelin tetkikinden an·laşılacağı üzere, m2/gr. olarak dış
spesifik yüzey en fazla (385,81) 6numaralı ve en az (58,06) 4 numaralı öqıeklerde; iç spesifik yüzey en fazla (282.26) 5 numaralı
ve en az (84.84) 4. numaralı örnekle -toplam spesifik - -yuzeyde en . fazla (-530,32) 5 nuniaralı ve . en az (142,90) 4. numaralı örneklerde bulunmuştur.Kont-. ,rol olara.k alınan montm9rillonitbiinde , iç ve toplam spesifikyüzeyler sırasiyle 112,90) 651,94 ve764,84 m2/gr. bulunmuştur.
Araştırma Konwı1U Toprakların Yüzey Yük Yotun1uklan
Araştırma Konusu Toprakla-rm Elektrlki Yük Sayılan .
Araştırmaya konu toprak örneklerinin elektriki yük sayısı
17,88 X 1tYD me/m2 olarak en fazla 1. numaralı örnekte ve 1,93 X 1()31me/m2 olarak en az .da 5 numaralı
örnekte saptanmıştır (Cetvel 5).Gene, örneklerin katyon' değişimkapas~teleri, toplam spesifik yüzeyleri ve kontrol amaciyle kullanılan ıpontmorillonit ldline ait değerlı:r ~ynı cetvelde görülmektedir. Montmorillonİ! kilinde elektriki- yük sayısı 9,51 X 1<r'l me/m2..dir.
Araştırmaya tabi tutulan top-- rak örneklerinin yüzey yük yağunlukla~ı ile beraber, toplam spe- ..sifik 'yüzeyleri ve katyon değişim
kapasUelerine ait değerler topluca (Cetvel 4) de verilmiştir. Toprakların yüzey yük yoğunluklan
2,97X 10-6 me/cro2 olarak en çok1 numaralı örnekte ve 0,32 X 10-6
me/cm2 olarak da en az 5 numaralı 'örnekte bulunmuştur. Öteyandan, kontrol için kul1amlanmontmorillonit kilinde ise bu de-ğer 1,58 X 10-6 me/cml dir. Aynı
cetvelde, sözü edilen toprakların
katyon değişim kapasiteleri de görülmekted;r ki, bu değerler 100gramda miliekiva1anolarak 16,31(13 numaralı toprak) ve 64,21 cı
numaralı . toprak) arasında birfarklılık göstermektedir. Montmo-
.~ rillonitte ise bu değer 1ıO,52 me/100 gr. olarak saptanmıştır.
X 10-6N
AY.Y.Y.
85
CETVEL 3
Toprak örneklerinin dış, iç ve toplam yüzeyalanları
A STUDY RELATED TO SPESIFlC SURFACE OF THE son.s OFATATÜRK UNIVERSITY FARM ARBA
This study has been undertaken· in order to detect the spesific surface values of the soils ofFarm Area of Atatürk Universityin Erzurum. As related to thissubject it has been studied on thesoil samples taken from thesurface of different places on thearea.
The area studied consists ofyoung alluvial soils and extendsfrom Karasu Channel in the nartnto Palandöken Mountains in thesouth.
The ethylene glycal sorbtion
method which is the most advisable one at present, was used inthe deterıninatioD of the spesificsurface of the soils of the areastudied. The surface charge density and electr:ical chargenurribersof the samples were found bycalculating and by special formulasdeveloped considering the valuesof eation -exchange capacities andthe total Spesific surface ar:ea ofthe samples. The ammoniumacetate method was used indetermining cation exchange capacity.
87
The' external, internal and thetotal spesific surface of the soilsamples varied between 61,93 and385,81; 84,84 and 282,26; 142,90and 530,32 m2/gm., respectively.These yalues for montmorillonitewhich was used as control werefound as 112,90; 651,94 and 764,84mı/gm. respectively.
The surface charge densitiesof the soil samples were between
0,32 X 10-6 me./cmı and 2,97 X
10-6 me/cm2• This value for
montmorillonite was 1,58 X 10-6
me/cm?
The values of the electricalcharge numbers of the sails studied were found to be variedbetween 1,93 X 1o:ın me/mı. and17,88 X L0ı0 me/m2
• Thls value'was obtained as 9,51 X ıo:ın me/mı.
for montmoril1onite.
LİTERATüR LiSTESi
Banin, A:,.Amiel, A. (1970) A CorrelatiVe Study of The ehemical and 'Physical PropertiesOf A Group Of Natural SoilsOf, Israel. Geoderma, An International Journal Of SoilScience, Volume 3, No. 3,EIsevier Puplishing Company,Amsterclam, sa: 185-198.
Baver L, D. Gardner, W. H. Gardner, W. R., (1972) So11 Physics.Fourth Edition, John Wiley
'and Sons, Inc., New York, sa:11-21.
Çelebi, H. (1971) Atatürk Üniversitesi Erzurum Çiftli~i Topraklarının Agregat Stabiliteleri ve Erozyona Mukavemetleri Üzerinde Araştırmalar. A.Üniversi1:e.si· yayınları No. 91,Ziraat Fak. yayınları No.38, A. ü. Basımevi, Erzurum,sa: 1-81.
Grim, R. E. (1968) Clay Minera·logy. Second edition, McgrowHill Book Company, N€\~
York, sa: 463-465.
88
Haan, F.A.M. (1965) The Interaction Of Certain InorganicAnions With Clays and Soils.Wageningen Agricu1tural Research Reports, No. 655. Nee·derlands.
Kinter, E. B., Damand, S. (1960)Pretreatment Of Soils andClays For Measurement OfExterllal Surrace Area ByGlycerol' RetentiOn. PergamonPress, New York, sa: 123-133.
Mortland, M. M., Kemper, W. D.(1965) Spesific Surface. Methods of soi! analysis, Part I,American Society of Agronomy, Medisan, _ Wisconsin,U.S.A., sa: 532-544.
U. S. Salinity Laboratory Staff(1954) Diagnosis and Improve,ment Of Saline and Aİkali
Soils. Agr. Handbook, No. 60,sa: 100, 101.
Yeşilsoy, M. Ş. 'İsmailçelebioğlu,
Y. N. (1968) Doğu Anadolu'dan Bazı Topraklann YüzeyGenişliklerinin ve Yüzey Yük
i
Yoğunluğunun Tayini üzerin4
de Bir Çalışma. 1\.Ü. ZiraatFakültesi Zirai Araştırma
Enstitüsü, Araştırma BülteniNo. 24, A. Ü. Basımevi Er-'zurum, sa: 1-18.